DE1092125B

DE1092125B - Device for testing residual current and residual voltage protective circuits

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.To protect against the occurrence of dangerous touch voltages on the operationally not Live metallic parts of electrical parts exposed to human access Systems are used, among other things, the residual current or residual voltage protection circuit. the The task of these circuits is to interrupt the power supply when between the protected parts of the system and the earth the maximum permissible contact voltage is exceeded. The reliable function these circuits require the fulfillment of several conditions. Since these conditions are in the Are often not fulfilled in practice, a test of these protective circuits for their functional reliability is one urgent need.

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.A test method is known in which the part of the system to be protected (e.g. motor housing) has a manually adjustable rheostat is connected to a live conductor of the network and this rheostat is reduced until the residual current or residual voltage circuit breaker turns off. The voltage is applied to the voltmeter parallel to this rheostat at the moment of switch-off read. The maximum contact voltage that has occurred then results from the difference between Mains voltage and the voltage read.

Erfahrungsgemäß ist die Regelung dieses Widerstandes, insbesondere bei kleinen Handgeräten, sehr umständlich; außerdem ist der Platzbedarf dieses Regelwiderstandes relativ groß.Experience has shown that the regulation of this resistance, especially in the case of small hand-held devices, is very good laborious; in addition, the space requirement of this variable resistor is relatively large.

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.The invention relates to a device for testing residual current and residual voltage protective circuits by means of a metal housing of the consumer that is protected by the circuit breaker and a live power line switched, variable resistor and a voltmeter connected in parallel to display the pending at the moment of switch-off Residual voltage is used. According to the invention, at least one thermistor known per se is used as the resistor used. As is well known, the resistance of a thermistor becomes automatic with increasing temperature smaller. The temperature increase is caused here by the current flowing through it.

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.To achieve a lower thermal inertia and thus a faster decrease in resistance (with Heating up) or resistance increase (when cooling down), two thermistors are connected in parallel. To prevent one thermistor from being overloaded at the expense of the other, each thermistor is in series one rectifier each connected so that one NTC thermistor only from the positive and the other only from the negative current of the alternating current is flowing through it.

Einrichtung zur Prüfung von Fehlerstrom- und Fehlerspannungs-SchutzschaltungenDevice for testing residual current and residual voltage protective circuits

Anmelder:Applicant:

Dipl.-Ing. Friedrich Lauerer,
Elektrotechnische Revisionsstelle,Dipl.-Ing. Friedrich Lauerer,
Electrotechnical auditor,

München und Passau,
München 23, Ohmstr. 11Munich and 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

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.To protect against overloading of the NTC thermistor (s) a resistor is connected in series. So that the thermistor heats up more quickly a PTC thermistor is used as a protective resistor.

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.When testing electrical installation systems, in addition to the fault current or fault voltage protective circuit test other tests are also performed, in particular resistance measurements. A power source built into the test device is required to perform these resistance measurements. These built into the test device The current source can be charged by the current drawn from the network during each test, whereby a Zener diode is connected in parallel to the power source to stabilize the charging voltage.

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.For the purpose of handiness and ease of use, the parts of the test device housed in a known manner in one or two hand-held devices provided with test probes, which are connected to each other by a flexible pipe.

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:As an embodiment of the invention, the function of a residual current protective circuit is to be checked will. The mode of operation of the subject matter of the invention results from the circuit in the figure as follows:

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-SchutzschalterThe motor M should be protected by the residual current circuit breaker FJ . It is required that no contact voltage higher than 65 volts to earth can occur on the motor housing. To test the residual current circuit breaker, a test probe Fl is connected to a downstream circuit breaker

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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.located live conductor .S * and the other test probe P2 connected to the housing of the motor M. The current flowing through the thermistors Hl and H2 heats them up and thus causes a constant increase in temperature ·; the constant decrease in resistance caused by this results in a constant increase in the amperage.

Das Anlegen der beiden Prüfspitzen bewirkt also eine selbsttätige und ständige Zunahme des durch die Prüfeinrichtung und damit durch den Feblerstrom-Schutzschalter fließenden Stromes.Applying the two test probes causes an automatic and constant increase in the Test device and thus the current flowing through the Feblerstrom circuit breaker.

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.Depending on the size of the earthing resistance Re , the residual voltage Ur remaining on the test device becomes smaller and smaller. This residual voltage Ur is tracked during the test on the voltmeter V and read off at the moment the residual current circuit breaker is switched off.

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. If in the example the mains voltage is U = 220 volts and a residual voltage of Ur = 190 volts is read at the moment of switching off, then the residual current circuit breaker has switched off as expected. The maximum contact voltage that occurred was Ub = U-Ur = 220-190 = 30 volts and is thus below the maximum permissible contact voltage of 65 volts. Has the residual current circuit breaker z. B. a tripping current of 0.3 amperes (which is always indicated on the device), then under normal circumstances the earth resistance Re of the motor M is equal to 100 ohms.

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.The alternating current flowing through the test device is divided by the two rectifiers Gl and G 2 into two oppositely directed currents. One part flows completely or partially through the current source B and causes the same to be charged. A Zener diode Z is parallel to the current source B for stabilization in a manner known per se.

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.To protect the NTC thermistors against overload, a known PTC thermistor K is connected in series. This protection is particularly necessary if the Schultz switch does not switch off and the current flowing through the test device is increasing. The resulting heating of the PTC thermistor and the associated increase in resistance limit the current strength to the permissible level.

Claims

Patent claims:

1. Device for testing residual current and residual voltage protective circuits by means of one between the metal housing of the consumer, protected by the circuit breaker, and a live one Mains conductor switched, changeable resistance and a voltmeter connected in parallel to display the residual voltage present at the moment of disconnection is used, characterized in that at least one thermistor known per se is used as a resistor.

2. Device according to claim 1, characterized in that two thermistors are connected in parallel are and a rectifier is connected in series with each thermistor so that the one NTC thermistors only from positive and the other only from negative half-waves of the alternating current is traversed.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that in series with the thermistor as Protective resistance is a PTC thermistor.

4. Device according to claim 1 or the following, characterized in that the through the thermistor flowing mains current for charging a power source and for voltage stabilization a Zener diode lying parallel to the power source is used.

5. Device according to claim 1 or the following, characterized in that in per se known Way the parts of the test equipment in one or two hand-held devices equipped with test probes are housed, which are connected to one another by a flexible line.

Considered publications:
»Der Elektromeister«, 12th year (March 5, 1959),

H. 5, pp. 209 and 210;

"Archives for technical measurement", ATM sheet

Z 119-6 of December 1956;

»Elektro-Technik«, No. 17 of April 27, 1957,

Pp. 137 and 138.

1 sheet of drawings

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