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DE9116917U1 - Residual current circuit breaker - Google Patents

Residual current circuit breaker

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Publication number
DE9116917U1
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DE
Germany
Prior art keywords
voltage
circuit breaker
residual current
current circuit
dependent resistor
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Expired - Lifetime
Application number
DE9116917U
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German (de)
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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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02Details
    • H02H3/05Details with means for increasing reliability, e.g. redundancy arrangements
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
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    • H02H3/32Emergency 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
    • H02H3/33Emergency 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
    • H02H3/332Emergency 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 with means responsive to dc component in the fault current

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Description

GR 91 G 3309 DEGR 91 G 3309 EN

Beschreibung
Fehlerstromschutzschalter
Description
Residual current circuit breaker

Die Erfindung bezieht sich auf einen Fehlerstromschutzschalter mit einem Summenstromwandler, in dessen Sekundärkreis eine Auslöseeinrichtung angeordnet ist, die mit einem Schaltschloß in Eingriffverbindung steht, das auf Schaltkontakte in zu überwachenden Leitungen einwirkt. Derartige Fehlerstromschutzschalter sind netzspannungsunabhängig. Zur Vermeidung von Fehlauslösungen infolge von überspannungsbedingten Stoßströmen ist es bekannt, die Auslöseeinrichtung durch einen spannungsabhängigen Widerstand zu beschälten, dessen Widerstand eine solche Charakteristik aufweist, daß oberhalb einer Schwelle, mit steigender Spannung sein Widerstand sinkt {EP-Bl-0 106 045). Hierdurch wird die Stoßfestigkeit des Fehlerstromschutzschalters sichergestellt, wobei die Auslöseeinrichtung auch bei hohen Stoßströmen funktionstüchtig bleibt.The invention relates to a residual current circuit breaker with a summation current transformer, in the secondary circuit of which a tripping device is arranged, which is connected to a switch lock that acts on switching contacts in lines to be monitored. Such residual current circuit breakers are independent of the mains voltage. In order to avoid false tripping as a result of surge currents caused by overvoltage, it is known to connect the tripping device to a voltage-dependent resistor, the resistance of which has such a characteristic that above a threshold, its resistance decreases with increasing voltage (EP-Bl-0 106 045). This ensures the shock resistance of the residual current circuit breaker, whereby the tripping device remains functional even with high surge currents.

Es ist auch bekannt und inzwischen üblich, einen netzspannungsunabhängigen Fehlerstromschutzschalter dadurch auch auf Fehlerströme in Form von Pulsströmen empfindlich zu machen, daß ein Kondensator in bestimmter Abstimmung vorgesehen wird (DE-C-2 03 6 497).It is also known and now common practice to make a residual current circuit breaker that is independent of the mains voltage sensitive to fault currents in the form of pulse currents by providing a capacitor with a specific tuning (DE-C-2 03 6 497).

Fehlerstromschutzschalter der geschilderten Technologie erfordern üblicherweise in ihrem Auslösekreis, der die Sekundärwicklung des Summenstromwandlers und die Erregerwicklung der Auslöseeinrichtung umfaßt, eine bestimmte Windungsanzahl und damit einen bestimmten ohmschen Widerstand, um die Auslösung in der Praxis sicherzustellen. Dadurch sind mit verhältnismäßig dünnen Drähten verhältnismäßig viele Windungen aufzubringen, so daß eine bestimmte Restgefahr verbleibt, daß Windungsbrüche auftreten oder die für die ErregungResidual current circuit breakers of the technology described usually require a certain number of turns and thus a certain ohmic resistance in their tripping circuit, which includes the secondary winding of the summation current transformer and the excitation winding of the tripping device, in order to ensure tripping in practice. As a result, a relatively large number of turns have to be made using relatively thin wires, so that a certain residual risk remains that turns will break or that the

GR 91 G 3309 DEGR 91 G 3309 EN

erforderliche Spannung durch Windungskurzschlüsse vermindert wird.required voltage is reduced by winding short circuits.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fehlerstromschutzschalter der geschilderten Art zu entwickeln, dessen Ansprechsicherheit einerseits erhöht wird und der andererseits vor Fehlauslösungen besonders geschützt ist.The invention is based on the object of developing a residual current circuit breaker of the type described, the response reliability of which is increased on the one hand and which is particularly protected against false triggering on the other.

Die geschilderte Aufgabe wird nach der Erfindung durch einen Fehlerstromsschutzschalter nach Patentanspruch 1 gelöst. Danach ist ein zusätzlicher weiterer spannungsabhängiger Widerstand parallel zur Auslöseeinrichtung eingeschaltet, dessen Ansprechspannung so gewählt ist, daß sie oberhalb der des ersten spannungsabhängigen Widerstands liegt. Der zusätzliche weitere spannungsabhängige Widerstand übernimmt dann, wenn der erste spannungsabhängige Widerstand durch Überbeanspruchung, Alterung oder Unterbrechung unwirksam wird, den Schutz des Kondensators und der Bauteile gegen Überspannung, wobei auch im Fall des Auftretens von hohen Stoßströmen die Funktion der Auslöseeinrichtung sichergestellt bleibt. Man kann hier von einer sogenannten kalten Redundanz sprechen. Dies kann bei niederohmigen wie hochohmigen Auslösekreisen zum Tragen kommen. Der Auslösekreis kann also niederohmig mit wenigen Windungen und dickerem bruchsicherem Draht ausgeführt werden. Der weitere spannungsabhängige Widerstand ermöglicht es, den Kondensator für die Pulsstromempfindlichkeit trotz eines 0 niederohmigen Auslösekreises verhältnismäßig klein auszuführen und an der Grenze seiner Überspannungssicherheit zu betreiben, da er im Regelfall durch den ersten spannungsabhängigen Widerstand geschützt und einsatzfähig bleibt.The described problem is solved according to the invention by a residual current circuit breaker according to claim 1. An additional voltage-dependent resistor is then connected in parallel to the triggering device, the response voltage of which is selected so that it is above that of the first voltage-dependent resistor. When the first voltage-dependent resistor becomes ineffective due to excessive stress, aging or interruption, the additional voltage-dependent resistor takes over the protection of the capacitor and the components against overvoltage, whereby the function of the triggering device is ensured even in the event of high surge currents. This can be referred to as a so-called cold redundancy. This can be used for low-resistance as well as high-resistance triggering circuits. The triggering circuit can therefore be designed with low resistance with a few turns and thicker break-proof wire. The additional voltage-dependent resistor makes it possible to make the capacitor for the pulse current sensitivity relatively small despite a low-resistance trigger circuit and to operate it at the limit of its overvoltage safety, since it is usually protected by the first voltage-dependent resistor and remains operational.

Wenn der erste spannungsabhängige Widerstand durch eine Unterbrechung ausfällt, ist zwar der Fehlerstromschutzschalter nicht mehr stoßstromfest, jedochIf the first voltage-dependent resistor fails due to an interruption, the residual current device is no longer surge-proof, but

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sind die Bauteile des Auslösekreises gegen überspannungsbedingte Schädigungen weiter geschützt, so daß der Fehlerstromschutzschalter uneingeschränkt funktionstüchtig bleibt. Wenn nach Ausfall des ersten spannungsabhängigen Widerstands der weitere spannungsabhängige Widerstand den Schutz des Kondensators übernimmt, können zwar Stoßströme zu Fehlauslösungen führen, die Empfindlichkeit gegen Puls- und Wechselfehlerströme bleibt jedoch erhalten.the components of the tripping circuit are still protected against damage caused by overvoltage, so that the residual current circuit breaker remains fully functional. If, after the failure of the first voltage-dependent resistor, the additional voltage-dependent resistor takes over the protection of the capacitor, surge currents can lead to false tripping, but the sensitivity to pulse and alternating residual currents is retained.

Der erste spannungsabhängige Widerstand kann beispielsweise in der Praxis durch zwei antiparallele Dioden oder einem Varistor gebildet werden, wie es an sich bekannt ist (EP-Bl-O 106 045, Anspruch 5).The first voltage-dependent resistor can, for example, be formed in practice by two anti-parallel diodes or a varistor, as is known per se (EP-Bl-0 106 045, claim 5).

Der Fehlerstromschutzschalter kann durch einen Kondensator parallel zur Auslöseeinrichtung mit einem Tiefpaß versehen werden, der die Störfestigkeit und somit die Sicherheit gegen höher frequente Fehlauslösungen weiter erhöht.The residual current circuit breaker can be provided with a low-pass filter by means of a capacitor parallel to the triggering device, which further increases the interference immunity and thus the safety against higher frequency false triggering.

Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispiels näher erläutert werden:The invention will now be explained in more detail using an embodiment shown schematically in the drawing:

Der Fehlerstromschutzschalter arbeitet mit einem Summenstromwandler, dessen Sekundärwicklung 1 mit einer Auslöseeinrichtung 2, beispielsweise einem Haltemagneten, verbunden ist. Ein erster spannungsabhängiger Widerstand 3 wird beispielsweise durch zwei antiparallele Dioden 4 und 0 5 gebildet; er überbrückt die Auslöseeinrichtung 2, bzw. er ist parallel zu dieser angeordnet. Ein Kondensator 6 für die Pulsstromempfindlichkeit ist in Reihe zur Auslöseeinrichtung eingeschaltet, wie es im einzelnen in DE-C-20 36 497 beschrieben ist. Ein zusätzlicher weiterer 5 spannungsabhängiger Widerstand 7 ist parallel zur Auslöseeinrichtung 2 angeordnet, wobei seine Ansprechspannung so gewählt ist, daß sie oberhalb der des ersten spannungsabhängigen Widerstands 3 liegt.The residual current circuit breaker works with a summation current transformer, the secondary winding 1 of which is connected to a triggering device 2, for example a holding magnet. A first voltage-dependent resistor 3 is formed, for example, by two anti-parallel diodes 4 and 5; it bridges the triggering device 2, or is arranged parallel to it. A capacitor 6 for the pulse current sensitivity is connected in series with the triggering device, as described in detail in DE-C-20 36 497. An additional 5 voltage-dependent resistor 7 is arranged parallel to the triggering device 2, with its response voltage being selected so that it is above that of the first voltage-dependent resistor 3.

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Vorteilhafterweise ist parallel zur Auslöseeinrichtung ein Kondensator 8 als Tiefpaß angeordnet, der die Störfestigkeit der Auslöseeinrichtung 2 erhöht und sie somit vor unerwünschten Fehlauslösungen verstärkt schütztAdvantageously, a capacitor 8 is arranged parallel to the triggering device as a low-pass filter, which increases the interference immunity of the triggering device 2 and thus provides increased protection against unwanted false triggering

Der allgemeine Aufbau von Fehlerstromschutzschalter, die netzspannungsunabhängig arbeiten, kann beispielsweise aus DE-C-20 36 497 oder aus EP-Bl-O 106 045 ersehen werden.The general structure of residual current circuit breakers that operate independently of the mains voltage can be seen, for example, in DE-C-20 36 497 or in EP-Bl-O 106 045.

Claims (5)

GR 91 G 3309 DE SchutzansprücheGR 91 G 3309 DE Protection claims 1. Fehlerstromschutzschalter mit einem Summenstromwandler, in dessen Sekundärkreis eine Auslöseeinrichtung (2) angeordnet ist, die mit einem Schaltschloß in Eingriffverbindung steht, das auf Schaltkontakte in zu überwachenden Leitungen einwirkt, wobei zur Vermeidung von überspannungsbedingten Fehlauslösungen infolge von überspannungsbedingten Stoßströmen die Auslöseeinrichtung1. Residual current circuit breaker with a summation current transformer, in the secondary circuit of which a tripping device (2) is arranged, which is connected to a switch lock that acts on switching contacts in lines to be monitored, whereby in order to avoid overvoltage-related false tripping as a result of overvoltage-related surge currents, the tripping device (2) durch einen ersten spannungsabhängigen Widerstand (3) überbrückt ist, dessen Widerstand eine solche Charakteristik aufweist, daß oberhalb einer Schwelle, mit steigender Spannung sein Widerstand sinkt, daß insbesondere im Auslösekreis ein oder mehrere Kondensatoren angeordnet sind, die auf Leistungsanpassung oder Pulsstromsensitivität abgestimmt sind,(2) is bridged by a first voltage-dependent resistor (3), the resistance of which has such a characteristic that above a threshold, its resistance decreases with increasing voltage, that in particular in the trigger circuit one or more capacitors are arranged which are tuned to power adjustment or pulse current sensitivity, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher weiterer spannungsabhängiger Widerstand (7) parallel zur Auslöseeinrichtung (2) 0 eingeschaltet ist, dessen Ansprechspannung so gewählt ist, daß sie oberhalb der des ersten spannungsabhängigen Widerstands (3) liegt.characterized in that an additional further voltage-dependent resistor (7) is connected in parallel to the triggering device (2), the response voltage of which is selected so that it is above that of the first voltage-dependent resistor (3). 2. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste spannungsabhängige Widerstand (3) durch zwei antiparallele Dioden (4, 5) oder einen Varistor gebildet ist.2. Residual current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the first voltage-dependent resistor (3) is formed by two anti-parallel diodes (4, 5) or a varistor. 3. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Auslöseeinrichtung (2) ein Kondensator (8) als Tiefpaß angeordnet ist.3. Residual current circuit breaker according to claim 1, characterized in that a capacitor (8) is arranged as a low-pass filter parallel to the tripping device (2). 4. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstimmung auf Wechselstrom- und/oder Puisstromsensitivität ausgelegt ist.4. Residual current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the tuning is designed for alternating current and/or pulse current sensitivity. GR 91 G 3309 DEGR 91 G 3309 EN 5. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslöser ein Haltemagnet, ein Sperrmagnet oder ein Arbeitsrelais ist. 55. Residual current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the trigger is a holding magnet, a blocking magnet or a working relay. 5
DE9116917U 1991-07-08 1991-07-08 Residual current circuit breaker Expired - Lifetime DE9116917U1 (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8749941B2 (en) 2010-03-19 2014-06-10 Moeller Gebäudeautomation GmbH Residual-current circuit breaker

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8749941B2 (en) 2010-03-19 2014-06-10 Moeller Gebäudeautomation GmbH Residual-current circuit breaker

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