DE1175349B

DE1175349B - Residual current and contact protection formwork

Info

Publication number: DE1175349B
Application number: DEST21094A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Gerd Niehaus
Original assignee: Stotz Kontakt GmbH
Current assignee: Stotz Kontakt GmbH
Priority date: 1963-09-20
Filing date: 1963-09-20
Publication date: 1964-08-06

Description

Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung Eine Fehlerstromschutzschaltung mit einer Berührungsschutzschaltung zu kombinieren, erfordert die Anpassung der Schaltung an zwei grundverschiedene Bedingungen, da der zulässige Fehlerstrom wesentlich höher sein kann als der bei einer Berührung höchstzulässige Ableitstrom und weil darüber hinaus eine maximale zulässige Berührungsspannung berücksichtigt werden muß. Trotz dieser Schwierigkeiten konnten Schaltungen entwickelt werden, die allen Bedingungen gerecht werden.Residual current and contact protection circuit A residual current protective circuit to be combined with a touch protection circuit requires the adaptation of the Switching on two fundamentally different conditions, since the permissible fault current is essential can be higher than the maximum permissible leakage current when touched and because in addition, a maximum permissible contact voltage must be taken into account got to. Despite these difficulties, circuits could be developed that all Meet conditions.

So ist für ein geerdetes Netz eine Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung mit einem von einem Summenstromwandler gespeisten Auslöserelais bekannt, bei der für den Berührungsschutz die Masse des Verbrauchers über eine Zusatzwicklung und einen Widerstand geerdet ist. Hierbei sind Wicklung und Widerstand so ausgelegt, daß die für das Ansprechen des Auslöserelais notwendige Unsymmetrie im Summenstromwandler durch den über Erdungsleitung fließenden Fehlerstrom bei dessen zulässigem Höchstwert auftritt, ohne daß dabei die höchstzulässige Berührungsspannung an der Masse des Verbrauchers überschritten wird. Um auch bei unterbrochener Erdungsleitung noch einen Berührungsschutz sicherzustellen, ist beispielsweise zwischen dem Nulleiteranschluß am Verbraucher und der Erdungsseite der in der Erdungsleitung liegenden Zusatzwicklung des .Summenstromwandlers ein Widerstand geschaltet, so daß der über die Masse des Verbrauchers fließende Fehler- oder Ableitstrom über die Zusatzwicklung zum Nulleiter fließt. Der Einsatz dieses Widerstandes bewirkt außerdem, daß bei ordnungsgemäßer Erdleitung das Nulleiterpotential die zulässige Berührungsspannung nicht wesentlich überschreitet, weil der über den Widerstand abfließende Fehlerstrom eine zum Ansprechen des Auslöserelais führende Unsymmetrie im Summenstromwandler zur Folge hat. Diese Schaltung weist insofern einen Mangel auf, als an dem zwischen dem Nullleiter und der Erdungsleitung liegenden Widerstand der über dem Nulleiter auftretende Spannungsabfall dauernd ansteht. Ebenso liegt die Berührungsspannung über diesem Widerstand solange sie die Höhe des Ansprechwertes für das Auslöserelais nicht erreicht hat, wenn beispielsweise die Erdungsleitung unterbrochen ist. Durch die Dauerbelastung des Widerstandes können sich Störungen in der Funktion der Schaltung einstellen.For a grounded network, for example, there is a fault current and contact protection circuit known with a trip relay fed by a summation current transformer, in which for the contact protection the mass of the consumer via an additional winding and a resistor is grounded. The winding and resistance are designed in such a way that that the asymmetry in the summation current transformer necessary for the triggering relay to respond due to the fault current flowing through the grounding line at its maximum permissible value occurs without the maximum permissible contact voltage being applied to the mass of the Consumer is exceeded. To even if the grounding line is interrupted To ensure protection against accidental contact, for example, is between the neutral conductor connection on the consumer and the earthing side of the additional winding located in the earthing line of the .Summenstromwandler a resistor connected so that the mass of the Fault or leakage current flowing through the load via the additional winding to the neutral conductor flows. The use of this resistor also causes that when properly Earth conductor the neutral conductor potential the permissible contact voltage is not essential exceeds, because the fault current flowing through the resistor causes a response of the trip relay leads to asymmetry in the summation current transformer. These Circuit is deficient in that between the neutral and the resistance lying across the ground wire is the voltage drop across the neutral conductor constantly pending. Likewise, the contact voltage is across this resistor for as long it has not reached the threshold for the trip relay if, for example the ground line is interrupted. Due to the constant load of the resistor, you can malfunctions occur in the function of the circuit.

Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Mängel zu beheben. Die Erfindung bezieht sich auf eine Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung mit einem Auslöserelais, einem Summenstromwandler, auf dem eine in einer Erdungsleitung liegende Zusatzwicklung angeordnet ist, und einem Widerstand zwischen dem Nulleiteranschluß am Verbraucher und der Erdungs-Seite der in der Erdungsleitung liegenden Zusatz wicklung, so daß das Auslöserelais sowohl bei einem höchstzulässigen Fehlerstrom wie einem von diesem abweichenden höchstzulässigen die Berührungsspannung bestimmenden Ableitstrom anspricht. Erfindungsgemäß weist der zwischen der Erdungsleitung und dem Verbraucheranschluß des Nulleiters liegende Widerstand einen spannungsabhängigen Schwellwert auf. Damit wird erreicht, daß an dem Widerstand infolge seines hohen Ohtnwertes bei einer unter dem Ansprechwert dauernd anstehenden Spannung nur wenig Leistung umgesetzt wird.It is the object of the invention to remedy these shortcomings. The invention refers to a residual current and contact protection circuit with a trip relay, a summation current transformer on which an additional winding located in an earthing line is arranged, and a resistor between the neutral connection on the consumer and the ground side of the additional winding lying in the ground line, so that the trip relay both with a maximum permissible fault current and one of this different maximum permissible leakage current that determines the contact voltage. According to the invention, the between the grounding line and the consumer connection of the neutral conductor has a voltage-dependent threshold value. In order to it is achieved that at the resistor due to its high Ohtnwert at a below The voltage that is constantly present at the response value is only converted to a low level of power.

Um den Schwellwert zu bilden, kann einem ohmschen Widerstand ein spannungsabhängiges Element wie Zenerdioden, Glimmlampe od. dgl. vorgeschaltet sein. Außerdem kann der ohmsche Widerstand durch ein. Relais ersetzt werden, das bei Überschreiten des Schwellwertes anspricht und ein sicheres Funktionieren des Auslöserelais bewirkt.In order to form the threshold value, an ohmic resistance can be a voltage-dependent resistance Element such as Zener diodes, glow lamp or the like. Be connected upstream. In addition, the ohmic resistance through a. Relays are replaced when the threshold is exceeded responds and causes safe functioning of the trip relay.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung in den F i g. 1 bis 3 dargestellt.An embodiment of the invention is shown in the drawing in F i g. 1 to 3 shown.

F i g. 1 zeigt eine Schutzschaltung bei einem aus Phase und Nulleiter bestehenden Netz; in F i g. 2 ist eine Schutzschaltung für den Anschluß an ein geerdetes Drehstromnetz dargestellt; F i g. 3 zeigt eine vereinfachte Schutzschaltung. Die Fehlerstrom- und Berührungsschutzschaltung weist als Bauelemente das Auslöserelais 1, den Summenstromwandler 2, den Erdungswiderstand 3 und einen spannungsabhängigen Schwellwert bildenden Widerstand 4 auf. Über die Schutzschaltung wird der Verbraucher 5 von einem geerdeten Netz 6 gespeist. Die Netzerdung erfolgt über einen Widerstand 7, sie kann auch in anderer bekannter Weise durchgeführt sein. Die Leiter des Netzes 6 sind über die Kontakte 8 des Auslöserelais 1 und über Wicklungen 9 des Summenstromwandlers 2 mit dem Verbraucher 5 verbunden. Die Masse 18 des Verbrauchers 5 ist über eine Zusatzwicklung 10 und den Erdungswiderstand 3 geerdet. Die in der das Auslöserelais 1 speisenden Wicklung 11 induzierte Spannung ist so lange Null, wie kein eine Unsymmetrie in der Zuleitung zu dem Verbraucher erzeugender oder ein über die Wicklung 10 fließender unzulässiger Fehlerstrom auftritt. Gleichgültig, auf welche Weise dieser Strom entsteht, wird immer eine Unsymmetrie im Summenstromwandler 2 erzeugt, die das Auslöserelais 1 zum Ansprechen bringt, wodurch das Netz 6 vom Verbraucher 5 getrennt wird.F i g. 1 shows a protective circuit in a network consisting of phase and neutral conductors; in Fig. 2 shows a protective circuit for connection to an earthed three-phase network; F i g. 3 shows a simplified protection circuit. The residual current and contact protection circuit has the tripping relay 1, the summation current transformer 2, the earthing resistor 3 and a voltage-dependent threshold value forming resistor 4 as components. The consumer 5 is fed from a grounded network 6 via the protective circuit. The mains grounding takes place via a resistor 7, it can also be carried out in other known ways. The conductors of the network 6 are connected to the consumer 5 via the contacts 8 of the trip relay 1 and via windings 9 of the summation current transformer 2. The ground 18 of the consumer 5 is grounded via an additional winding 10 and the grounding resistor 3. The voltage induced in the winding 11 feeding the trip relay 1 is zero as long as there is no unbalance in the supply line to the consumer or an impermissible fault current flowing through the winding 10. Regardless of the way in which this current is generated, an asymmetry is always generated in the summation current transformer 2, which causes the trip relay 1 to respond, as a result of which the network 6 is separated from the consumer 5.

Um auch bei unterbrochener Erdungsleitung den Schutz sicherzustellen, besteht eine Verbindung über einen Widerstand 4 zwischen dem erdungsseitigen Spulenanschluß 12 der Erdungsleitung und dem Nullleiteranschluß 1.3 am Verbraucher 5. Eine für die sichere Funktion der Schaltung nachteilige Belastung des Widerstandes 4 durch einen dauernd anstehenden Spannungsabfall über dem Nulleiter bzw. durch die Berührungsspannung bei unterbrochener Erdungsleitung oder hohem Erdungswiderstand wird ausgeschaltet, wenn dieser Widerstand 4 erfindungsgemäß einen spannungsabhängigen Schwellwert besitzt. Zu diesem Zweck sind einem ohmschen Widerstand 14 beispielsweise Zenerdioden 15 oder eine Glimmlampe 16 vorgeschaltet. Auch kann der ohmsche Widerstand 14 selbst temperaturabhängig sein und einen Schwellwert besitzen. Es muß lediglich gewährleistet sein, daß der Widerstand 4 hochohmig ist, solange die Berührungsspannung den zulässigen Grenzwert nicht überschreitet und bei diesem Grenzwert sich so verändert, daß durch den über die Zusatzwicklung 10 fließenden Strom das Auslöserelais 1 zum Ansprechen kommt.In order to ensure protection even when the grounding line is interrupted, there is a connection via a resistor 4 between the grounding coil connection 12 of the grounding line and the neutral conductor connection 1.3 on the consumer 5. A load on the resistor 4 that is detrimental to the safe functioning of the circuit due to a permanent voltage drop across the The neutral conductor or the contact voltage when the grounding line is interrupted or the grounding resistance is high is switched off if this resistor 4, according to the invention, has a voltage-dependent threshold value. For this purpose, an ohmic resistor 14, for example, Zener diodes 15 or a glow lamp 16 are connected upstream. The ohmic resistor 14 itself can also be temperature-dependent and have a threshold value. It must only be ensured that the resistor 4 is high as long as the contact voltage does not exceed the permissible limit value and changes at this limit value so that the trip relay 1 is triggered by the current flowing through the additional winding 10 .

An Stelle des ohmschen Widerstandes 14 kann in Reihe zu dem Schwellwertbildner 15, 16 auch ein empfindliches Relais 17 geschaltet sein. Damit ergibt sich der Vorteil, beispielsweise durch eine über dieses Relais 17 betätigte Zusatzwicklung auf dem Summenstromwandler 2 oder auf dem Auslöserelais 1, letzteres mit erhöhter Sicherheit zum Ansprechen zu bringen. Dem Relais 17 fällt somit die Aufgabe eines Verstärkers zu. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei einer vereinfachten Schutzschaltung, wie sie in der F i g. 3 dargestellt ist, angewendet werden. Durch den Verzicht auf die Wicklung 10 kann hierbei allerdings nicht mehr auf die beiden Grenzwerte, zulässiger Fehlerstrom und zulässige Berührungsspannung, abgestimmt werden, da der Ansprechwert des Auslöserelais nur mehr von dem Differenzstrom in den Zuleitungen zum Verbraucher abhängig ist. Hinzu kommt, daß bei hohem Erdungswiderstand kein Berührungsschutz mehr gegeben ist.Instead of the ohmic resistor 14, a sensitive relay 17 can also be connected in series with the threshold value generator 15, 16. This results in the advantage of making the latter respond with increased reliability, for example by an additional winding actuated via this relay 17 on the summation current transformer 2 or on the trip relay 1. The relay 17 thus has the task of an amplifier. Of course, the invention can also be used with a simplified protective circuit as shown in FIG. 3 can be applied. By dispensing with the winding 10 , however, the two limit values, permissible fault current and permissible contact voltage, can no longer be matched, since the response value of the trip relay is only dependent on the differential current in the supply lines to the consumer. In addition, if the earthing resistance is high, there is no longer any protection against accidental contact.

Claims

Claims: 1. Residual current and contact protection circuit with a trip relay, a summation current transformer, on which one in a ground line lying additional winding is arranged, and a resistor between the neutral conductor on the consumer and the earthing side of the additional winding located in the earthing line, so that the trip relay both at a maximum permissible fault current as a from this deviating maximum permissible leakage current which determines the contact voltage responds, characterized in that the resistor (4) has a voltage-dependent Has threshold value.

2. Fault current and contact protection circuit according to claim 1, characterized in that an ohmic resistor (14) is preceded by an element (15) forming the voltage-dependent threshold value.

3. Fault current and Contact protection circuit according to Claims 1 and 2, characterized in that the Threshold-forming element (15) is a Zener diode, glow lamp (16) or the like.

4. Fault current and contact protection circuit according to claim 1 to 3, characterized in that a relay which responds when the threshold value is exceeded is used as the ohmic resistor (14).

5. Fault current and contact protection circuit according to claim 4, characterized in that the relay (14) engages in the circuit in such a way that when the threshold value is exceeded, the trip relay reliably responds.