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DE3813403A1 - Mobile residual-current device (residual-current circuit breaker) - Google Patents

Mobile residual-current device (residual-current circuit breaker)

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DE3813403A1
DE3813403A1 DE19883813403 DE3813403A DE3813403A1 DE 3813403 A1 DE3813403 A1 DE 3813403A1 DE 19883813403 DE19883813403 DE 19883813403 DE 3813403 A DE3813403 A DE 3813403A DE 3813403 A1 DE3813403 A1 DE 3813403A1
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Germany
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voltage
residual
current
winding
dependent resistor
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DE19883813403
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Martin Beck
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Felten and Guilleaume Energietechnik AG
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Felten and Guilleaume Energietechnik AG
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02H3/00—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
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    • H02H3/33—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 using summation current transformers
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Abstract

The object exists of strengthening a residual-current device to such an extent that it remains switched on in the event of a mains voltage failure while at the same time monitoring the protective-earth conductor. The solution comprises the trip device 6 having a second winding 18 as well as a first winding 17. The second winding 18 is connected in parallel with a first voltage-dependent resistor 8 which is connected in the protective-earth conductor PE. In the event of a residual current, the residual current flowing through the first voltage-dependent resistor 8 produces a voltage drop which leads to tripping via the second winding 18 of the trip device 6. Residual-current devices trip as a function of the mains voltage. Residual-current devices have been used for a long time in r.c.d.-operated circuit breakers. It is not yet finally possible to assess the extent to which residual-current circuit breakers will become a real alternative to fault-current protection circuit breakers which trip independently of the mains voltage. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen ortsveränderlichen Differenzstromschalter gemäß dem Obergriff des Anspruchs 1.The invention relates to a portable Residual current switch according to the preamble of claim 1.

Ein Differenzstromschalter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist bereits bekannt ("Warum Fehlerstrom-Schutzschalter mit netz­ spannungsunabhängiger Auslösung?", etz, Bd. 107, 1986, Heft 20, S. 938 bis 943). Differenzstromschalter weisen einen ähnlichen Auf­ bau auf wie Fehlerstromschutzschalter. Ein wesentlicher Unter­ schied in der Funktion besteht jedoch darin, daß bei Auftreten eines "Differenzstromes" in der elektrischen Anlage das vom Sum­ menstromwandler abgegebene Signal mit Hilfe einer hilfsenergieab­ hängigen Elektronikeinheit verstärkt dem Auslöser zugeführt wird, der dann die Abschaltung in die Wege leitet.A differential current switch according to the preamble of claim 1 is already known ("Why residual current circuit breakers with mains voltage-independent tripping? ", etz, Vol. 107, 1986, Issue 20, p. 938 to 943). Residual current switches have a similar build like residual current circuit breaker. An essential sub differed in function, however, is that when it occurs of a "differential current" in the electrical system that from the sum current transformer output signal with the help of an auxiliary energy dependent electronic unit is increasingly fed to the release, which then initiates the shutdown.

Die bisher bekannten Differenzstromschalter sind so ausgelegt, daß sie bei Netzspannungsausfall ausschalten. Ein unbewachter angeschlossener Verbraucher würde somit abgeschaltet und auch bei Wiederkehr der Netzspannung nicht wieder eingeschaltet. Dies könnte beispielsweise bei einer Kühltruhe zu einem nicht unerheblichen Schaden führen.The differential current switches known so far are designed that they switch off in the event of a power failure. An unguarded connected consumer would be switched off and at Return of the mains voltage is not switched on again. This for example, could not become one with a freezer cause insignificant damage.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Differenz­ stromschalter der eingangs geschilderten Art soweit zu ertüchti­ gen, daß er bei Netzspannungsausfall unter gleichzeitiger Über­ wachung des Schutzleiters eingeschaltet bleibt.The invention is therefore based on the object of making a difference Current switch of the type described at the outset so far gene that he in the event of a power failure with simultaneous over protection of the protective conductor remains switched on.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebene schaltungstechnische Maßnahme gelöst.This object is achieved by the in the characteristics of  Claim 1 specified circuitry measure solved.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Sicherheit des Differenzstromschalters in einem entscheidenen Punkt erhöht wird.The advantages achieved by the invention are that Security of the differential current switch in one crucial Point is increased.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Zeichnungen darge­ stellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigenAn embodiment of the invention is shown in drawings represents and is explained in more detail below. Show it

Fig. 1 eine Schaltung eines ortsveränderlichen Differenzstrom­ schalters mit einem zwei Wicklungen tragenden Auslöser Fig. 1 shows a circuit of a portable differential current switch with a two-winding trigger

Fig. 2 diesen Auslöser in Seitenansicht. Fig. 2 this trigger in side view.

Nach Fig. 1 und 2 besitzt der ortsveränderliche Differenzstrom­ schalter einen Netzstecker 1 für den Anschluß an ein einphasiges Netz mit einem Außenleiter L, einem Neutralleiter N und einem Schutzleiter PE. Der Außenleiter L und der Neutralleiter N sind durch einen Summenstromwandler 3 an feste Kontakte geführt, zu denen für den Außenleiter L ein beweglicher Kontakt 12 und für den Neutralleiter N ein beweglicher Kontakt 10 gehören, die beide direkt in einer Steckerbuchse 13 enden, die für den Anschluß eines Verbrauches vorgesehen ist. Der Schutzleiter PE ist außer­ halb des Summenstromwandlers 3 an einen Verbindungspunkt 14 ge­ führt, an dem ein spannungsabhängiger Widerstand 8 angeschlossen ist, dessen freie Seite an einen Verbindungspunkt 15 ange­ schlossen ist, der als fester Kontakt ausgebildet ist. Der dazu­ gehörige bewegliche Kontakt 11 endet gleichfalls in der Stecker­ buchse 13.According to Fig. 1 and 2 of the portable differential current switch has a plug 1 for connection to a single-phase network having a phase conductor L, a neutral conductor N and a protective earth conductor PE. The outer conductor L and the neutral conductor N are guided through a summation current transformer 3 to fixed contacts, which include a movable contact 12 for the outer conductor L and a movable contact 10 for the neutral conductor N , both of which end directly in a plug socket 13 , which for the Connection of consumption is provided. The protective conductor PE is outside half of the summation current transformer 3 leads to a connection point 14 , to which a voltage-dependent resistor 8 is connected, the free side of which is connected to a connection point 15 , which is designed as a fixed contact. The associated movable contact 11 also ends in the plug socket 13 .

Auf dem Summenstromwandler 3 ist eine Wicklung aufgebracht, die direkt mit einem elektronischen Verstärker 2 verbunden ist. Dieser steht einerseits mit einer ersten Wicklung 17 eines Aus­ lösers in Verbindung, andererseits mit dem beweglichen Kontakt 12 des Außenleiters L. Die freie Seite der Wicklung 17 des Auslösers 6 ist mit dem beweglichen Kontakt 10 des Neutralleiters N verbun­ den. Der Auslöser 6 besitzt nun eine zweite Wicklung 18, der ein spannungsabhängiger Widerstand 7 vorgeschaltet ist, zu welchem ein Ohmscher Widerstand 19 derart in Reihe geschaltet ist, daß die freie Seite mit dem Verbindungspunkt 14 verbunden ist. Der Auslöser 6 ist mechanisch mit einem Schaltschloß 9 gekoppelt, das die beweglichen Kontakte 10, 11 und 12 des Schalters im Differenz­ stromfall öffnet. Ein Prüfkreis mit einem Prüfkontakt 4 und einem Prüfwiderstand 5 dient der Überprüfung der Funktionsfähigkeit des Schalters.A winding is applied to the summation current transformer 3 and is directly connected to an electronic amplifier 2 . This is on the one hand with a first winding 17 of a solver in connection, on the other hand with the movable contact 12 of the outer conductor L. The free side of the winding 17 of the trigger 6 is connected to the movable contact 10 of the neutral conductor N the. The trigger 6 now has a second winding 18 , which is preceded by a voltage-dependent resistor 7 , to which an ohmic resistor 19 is connected in series such that the free side is connected to the connection point 14 . The trigger 6 is mechanically coupled to a switch lock 9 , which opens the movable contacts 10 , 11 and 12 of the switch in the differential current case. A test circuit with a test contact 4 and a test resistor 5 is used to check the functionality of the switch.

Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Differenzstromschalters ist folgende: Der elektronische Verstärker 2 erhält seine Strom­ versorgung über die Wicklung 17 des Auslösers 6 von der Abgangs­ seite des Außenleiters L und des Neutralleiters N.The operation of the differential current switch according to the invention is as follows: The electronic amplifier 2 receives its power supply via the winding 17 of the trigger 6 from the outgoing side of the outer conductor L and the neutral conductor N.

In einem Fehlerfall würde normalerweise ein "Differenzstrom" über die Strombahn der Leiter L, N oder PE eine Spannung in der Wandlerwicklung erzeugen, welche den Auslöser 6 durch den elek­ tronischen Verstärker 2 zum Ansprechen bringt, wodurch die Kon­ takte 10, 11 und 12 durch das Schaltschloß geöffnet werden.In the event of a fault, a "differential current" would normally generate a voltage in the converter winding via the current path of the conductors L , N or PE , which triggers the trigger 6 through the electronic amplifier 2 , causing the contacts 10 , 11 and 12 to pass through the key switch can be opened.

Nun gibt es eine Reihe von Fehlermöglichkeiten, die in der Praxis auftreten können. So ist z.B. in einer installierten Anlage der Steckdosenkreis falsch angeschlossen, wenn der Schutzleiter mit dem Außenleiter vertauscht ist. Dann hat der elektronische Ver­ stärker 2 keine Betriebsspannung. Bei einer Berührung des ange­ schlossenen und geerdeten Verbrauchers (Schutzklasse I) würde der Schalter nicht abschalten und das Metallgehäuse des Verbrauchers Netzspannug führen. Mit Hilfe der zweiten Wicklung 18 auf dem Auslöser 6 erfolgt in einem derartigen Fall die Auslösung.Now there are a number of possible errors that can occur in practice. In an installed system, for example, the socket circuit is incorrectly connected if the protective conductor is interchanged with the outer conductor. Then the electronic amplifier 2 has no operating voltage. If the connected and grounded consumer (protection class I) came into contact, the switch would not switch off and the metal housing of the consumer would be connected to the mains. In such a case, the triggering takes place with the aid of the second winding 18 on the trigger 6 .

Der spannungsabhängige Widerstand 8 hat die Aufgabe, den Schutz des angeschlossenen Auslösers 6 bei einem Kurzschlußstrom über den Schutzleiter PE zu übernehmen. Außerdem vermeidet er Fehl­ auslösungen, verursacht durch zulässige Nulleiterspannungen klei­ ner als 25 V und dadurch auftretenden Strom im Schutzleiter PE zum Erdungspunkt (Zwangserdung auf der Verbraucherseite).The voltage-dependent resistor 8 has the task of protecting the connected trigger 6 in the event of a short-circuit current via the protective conductor PE . It also prevents false tripping, caused by permissible neutral voltages of less than 25 V and the current that occurs in the protective conductor PE to the earthing point (forced earthing on the consumer side).

Der spannungsabhängige Widerstand 7 hat in Verbindung mit dem spannungsabhängigen Widerstand 8 die Aufgabe, ein Auslösen des Schalters bei kurzzeitigen Störimpulsen, wie sie z.B. beim Einschalten von Leuchtstofflampen auftreten können, zu verhin­ dern.The voltage-dependent resistor 7 , in conjunction with the voltage-dependent resistor 8, has the task of preventing the switch from being triggered in the event of brief interference pulses, such as can occur, for example, when fluorescent lamps are switched on.

Claims (3)

1. Ortsveränderlicher Differenzstromschalter, mit einem Summen­ stromwandler, der im Differenzstromfall ein Signal an einen aus dem elektrischen Versorgungsnetz gespeisten elektrischen Ver­ stärker gibt, der dieses Signal verstärkt und auf eine auf einem Auslöser aufgebrachte Wicklung überträgt und über ein Schalt­ schloß die Abschaltung bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöser (6) mit einer zweiten Wicklung (18) versehen ist, die zu einem im Schutzleiter PE liegenden, ersten spannungsabhängigen Widerstand (8) parallel geschaltet ist, und daß im Differenz­ stromfall der durch den ersten spannungsabhängigen Widerstand (8) fließende Differenzstrom einen Spannungsabfall erzeugt, der über die zweite Wicklung (18) des Auslösers (6) zur Auslösung führt.1.Variable differential current switch, with a summation current transformer, which in the event of a residual current gives a signal to an electrical supply fed from the electrical supply network, which amplifies this signal and transmits it to a winding applied to a release and causes the shutdown via a switching circuit, thereby characterized in that the trigger ( 6 ) is provided with a second winding ( 18 ) which is connected in parallel with a first voltage-dependent resistor ( 8 ) located in the protective conductor PE , and that in the case of a difference in current the voltage through the first voltage-dependent resistor ( 8 ) flowing differential current generates a voltage drop, which leads to tripping via the second winding ( 18 ) of the release ( 6 ). 2. Differenzstromschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß ein zweiter spannungsabhängiger Widerstand (7) zwischen der zweiten Wicklung (18) des Auslösers (6) und dem ersten span­ nungsabhängigen Widerstand (8) eingesetzt ist, wobei zwischen den beiden spannungsabhängigen Widerständen (7, 8) ein in Reihe lie­ gender Ohmscher Widerstand (19) geschaltet ist.2. Differential current switch according to claim 1, characterized in that a second voltage-dependent resistor ( 7 ) between the second winding ( 18 ) of the trigger ( 6 ) and the first voltage-dependent resistor ( 8 ) is used, wherein between the two voltage-dependent resistors ( 7 , 8 ) a series ohmic resistor ( 19 ) is connected. 3. Differenzstromschalter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spannungsabhängigen Widerstände (7, 8) aus VDR-Widerständen bestehen.3. Differential current switch according to one of claims 1 or 2, characterized in that the voltage-dependent resistors ( 7 , 8 ) consist of VDR resistors.
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