DE1092125B

DE1092125B - Einrichtung zur Pruefung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungs-Schutzschaltungen

Info

Publication number: DE1092125B
Application number: DEE18345A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Lauerer
Original assignee: FRIEDRICH LAUERER ELEKTROTECHN
Current assignee: FRIEDRICH LAUERER ELEKTROTECHN
Priority date: 1959-10-09
Filing date: 1959-10-09
Publication date: 1960-11-03

Description

Zum Schütze gegen das Auftreten von gefährlichen Berührungsspannungen an den betriebsmäßig nicht unter Spannung stehenden und dem menschlichen Zugriff ausgesetzten metallischen Teilen von elektrischen Anlagen bedient man sich unter anderem der Fehlerstrom- bzw. Fehlerspannungs-Schutzschaltung. Die Aufgabe dieser Schaltungen ist es, die Stromzufuhr zu unterbrechen, wenn zwischen den geschützten Anlagenteilen und der Erde die höchstzulässige Berührungsspannung überschritten wird. Die zuverlässige Funktion dieser Schaltungen setzt die Erfüllung mehrerer Bedingungen voraus. Da diese Bedingungen in der Praxis oft nicht erfüllt sind, ist eine Prüfung dieser Schutzschaltungen auf ihre Funktionssicherheit eine dringende Notwendigkeit.

Es ist eine Prüfmethode bekannt, bei der der zu schützende Anlagenteil (z. B. Motorgehäuse) über einen mit der Hand verstellbaren Regelwiderstand mit einem spannungsführenden Leiter des Netzes verbunden wird und dieser Regelwiderstand so weit verkleinert wird, bis der Fehlerstrom- bzw. Fehlerspannungs-Schutzschalter abschaltet. An dem parallel zu diesem Regelwiderstand liegenden Spannungsmesser wird im Augenblick der Abschaltung die Spannung abgelesen. Die maximal aufgetretene Berührungsspannung ergibt sich dann aus der Differenz zwischen Netzspannung und der abgelesenen Spannung.

Erfahrungsgemäß ist die Regelung dieses Widerstandes, insbesondere bei kleinen Handgeräten, sehr umständlich; außerdem ist der Platzbedarf dieses Regelwiderstandes relativ groß.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungs-Schutzschaltungen mittels eines zwischen dem vom Schutzschalter geschützten Metallgehäuse des Verbrauchers und einem spannungsführenden Netzleiter geschalteten, veränderbaren Widerstandes und einem dazu parallel geschalteten Spannungsmesser, der zur Anzeige der im Augenblick der Abschaltung anstehenden Restspannung dient. Erfindungsgemäß wird als Widerstand mindestens ein an sich bekannter Heißleiter verwendet. Der Widerstand eines Heißleiters wird bekanntlich mit zunehmender Temperatur selbsttätig kleiner. Die Temperaturzunahme wird hier durch den hindurchfließenden Strom verursacht.

Zur Erzielung einer geringeren Wärmeträgheit und damit einer schnelleren Widerstandsabnahme (beim Aufheizen) bzw. Widerstandszunahme (beim Abkühlen) werden zwei Heißleiter parallel geschaltet. Um zu verhindern, daß ein Heißleiter auf Kosten des anderen überlastet wird, ist in Serie zu jedem Heißleiter je ein Gleichrichter so geschaltet, daß der eine Heißleiter nur vom positiven und der andere nur vom negativen Strom des Wechselstromes durchflossen wird.

Einrichtung zur Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungs-Schutzschaltungen

Anmelder:

Dipl.-Ing. Friedrich Lauerer,
Elektrotechnische Revisionsstelle,

München und Passau,
München 23, Ohmstr. 11

Dipl.-Ing. Friedrich Lauerer, München,
ist als Erfinder genannt worden

Zum Schütze gegen Überlastung des bzw. der Heißleiter wird in Serie dazu ein Widerstand geschaltet. Damit eine schnellere Auf heizung des Heißleiters erfolgen kann, wird als Schutzwiderstand ein Kaltleiter verwendet.

Bei der Prüfung von elektrischen Installationsanlagen müssen neben der Fehllerstrom- bzw. Fehlerspannungs-Schutzschaltungsprüfung auch noch andere Prüfungen durchgeführt werden, insbesondere Widerstandsmessungen. Zur Durchführung dieser Widerstandsmessungen ist eine im Prüfgerät eingebaute Stromquelle erforderlich. Diese im Prüfgerät eingebaute Stromquelle kann durch den bei jeder Prüfung dem Netz entnommenen Strom geladen werden, wobei zur Stabilisierung der Ladespannung eine Zenerdiode parallel zur Stromquelle geschaltet ist.

Zum Zwecke der Handlichkeit und der leichteren Bedienungsweise werden die Teile der Prüfeinrichtung in bekannter Weise in einem oder zwei mit Prüfspitzen versehenen Handgeräten untergebracht, welche durch eine biegsame Leitung miteinander verbunden sind.

Als Ausführungsbeispiel der Erfindung soll die Funktion einer Fehlerstrom-Schutzschaltung überprüft werden. Die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes ergibt sich gemäß der Schaltung in der Abbildung wie folgt:

Der Motor M soll durch den Fehlerstrom-Schutzschalter FJ geschützt sein. Es wird gefordert, daß am Motorgehäuse keine höhere Berührungsspannung als 65 Volt gegen Erde auftreten kann. Zur Prüfung der Fehlerstrom-Schutzschaltung wird die eine Prüfspitze Fl mit einem nach dem Fehlerstrom-Schutzschalter

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befindlichen spannungsführenden Leiter .S* und die andere Prüfspitze P2 mit dem Gehäuse des Motors M verbunden. Der durch die Heißleiter Hl und H2 fließende Strom heizt dieselben auf und bewirkt damit eine ständige Temperaturerhöhung·; die dadurch bedingte standige Widerstandsabnahme hat eine ständige Zunahme der Stromstärke zur Folge.

Das Anlegen der beiden Prüfspitzen bewirkt also eine selbsttätige und ständige Zunahme des durch die Prüfeinrichtung und damit durch den Feblerstrom-Schutzschalter fließenden Stromes.

Entsprechend der Größe des Erdungswiderstandes Re wird damit die am Prüfgerät verbleibende Restspannung Ur immer kleiner. Diese Restspannung Ur wird während des Prüf Vorganges am Spannungsmesser V verfolgt und im Augenblick des Abschalten« des Fehlerstrom-Schutzschalters abgelesen.

Wenn hier im Beispiel die Netzspannung U = 220 Volt beträgt und im Augenblick des Abschaltens eine Restspannung von Ur= 190 Volt abgelesen wird, dann hat der Fehlerstrom-Schutzschalter erwartungsgemäß abgeschaltet. Die maximal aufgetretene Berührungsspannung betrug Ub = U— Ur=220—190 =30 Volt und liegt damit unter der maximal zulässigen Berührungsspannung von 65 Volt. Hat der Fehlerstrom-Schutzschalter z. B. eine Auslösestromstärke von 0,3 Ampere (was am Gerät stets angegeben ist), dann beträgt unter normalen Umständen der Erdungswiderstand Re des Motors M gleich 100 Ohm.

Der durch die Prüfeinrichtung hindurchfließende Wechselstrom wird durch die beiden Gleichrichter Gl und G 2 in zwei zueinander gegensinnig gerichtete Ströme aufgeteilt. Der eine Teil fließt dabei ganz oder teilweise durch die Stromquelle B und bewirkt eine Aufladung derselben. Parallel zur Stromquelle B liegt zur Stabilisierung in an sich bekannter Weise eine Zenerdiode Z.

Zum Schutz der Heißleiter gegen Überlastung ist in Serie dazu ein an sich bekannter Kaltleiter K geschaltet. Dieser Schutz ist insbesondere dann notwendig, wenn der Schultzschalter nicht abschaltet und der durch die Prüfeinrichtung fließende Strom immer größer wird. Durch die dadurch erfolgende Aufheizung des Kaltleiters und der damit verbundenen Widerstandserhöhung wird die Stromstärke auf das zulässige Maß begrenzt.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungs-Schutzschaltungen mittels eines zwischen dem vom Schutzschalter geschützten Metallgehäuse des Verbrauchers und einem spannungsführenden Netzleiter geschalteten, veränderbaren Widerstandes und einem dazu parallel geschalteten Spannungsmesser, der zur Anzeige der im Augenblick der Abschaltung anstehenden Restspannung dient, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstand mindestens ein an sich bekannter Heißleiter verwendet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Heißleiter parallel geschaltet sind und in Serie zu jedem Heißleiter je ein Gleichrichter so geschaltet ist, daß der eine Heißleiter nur von positiven und der andere nur von negativen Halbwellen des Wechselstromes durchflossen wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Serie zum Heißleiter als Schutzwiderstand ein Kaltleiter liegt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der durch den Heißleiter fließende Netzstrom zur Aufladung einer Stromquelle und zur Spannungsstabilisierung eine parallel zur Stromquelle liegende Zenerdiode dient.

5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Teile der Prüfeinrichtung in einem oder zwei mit Prüfspitzen versehenen Handgeräten untergebracht sind, welche durch eine biegsame Leitung miteinander verbunden sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»Der Elektromeister«, 12. Jahrgang (5. März 1959),

H. 5, S. 209 und 210;

»Archiv für technisches Messen«, ATM-Blatt

Z 119—6 vom Dezember 1956;

»Elektro-Technik«, Nr. 17 vom 27. April 1957,

S. 137 und 138.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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