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DE19842058A1 - Fault current protection switch has auxiliary breaker with pre-tensioned contact springs or contacts under mechanical tension by e.g. compression springs, connected to melting fuse element - Google Patents

Fault current protection switch has auxiliary breaker with pre-tensioned contact springs or contacts under mechanical tension by e.g. compression springs, connected to melting fuse element

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Publication number
DE19842058A1
DE19842058A1 DE1998142058 DE19842058A DE19842058A1 DE 19842058 A1 DE19842058 A1 DE 19842058A1 DE 1998142058 DE1998142058 DE 1998142058 DE 19842058 A DE19842058 A DE 19842058A DE 19842058 A1 DE19842058 A1 DE 19842058A1
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DE
Germany
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residual current
circuit breaker
breaker according
switch
fault current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1998142058
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German (de)
Inventor
Rainer Berthold
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Original Assignee
Individual
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Publication of DE19842058A1 publication Critical patent/DE19842058A1/en
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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
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
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    • HELECTRICITY
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    • 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
    • H02H3/26Emergency 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
    • 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

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Abstract

The switch has auxiliary break points in the form either of separate units or integrated into the switch that irreversibly break the current feed lines within a defined time in the event of loss of the normal fault current protection function. The movable contacts (12) of the auxiliary break points consist either of pre-tensioned contact springs or of contacts set under mechanical tension by traction or compression springs and connected to at least one melting fuse element (11) that holds the contacts closed and burns through if protection functionality is lost.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a residual current circuit breaker according to the preamble of Claim 1.

Fehlerstromschutzschalter, wie sie z. B. J. Feitknecht in dem Aufsatz in der Elektrotechnischen Zeitschrift (ETZ), 1984, Heft 13 beschrieb, sind seit langem bekannt. Diesen Fehlerstromschutzschaltern haften gravierende Nachteile an: Ihre Ausfallquote ist für einen Schutzschalter, von dem gegebenenfalls das Leben von Menschen abhängt, viel zu groß. Diese Problematik wird ausführlich in dem Artikel von D. Kieback in der Zeitschrift ELEKTRIE, Berlin 49 (1995) 4, dargestellt.Residual current circuit breakers, such as. B. J. Feitknecht in the essay in the Electrotechnical Journal (ETZ), 1984, Issue 13, have been around for a long time known. These residual current circuit breakers have serious disadvantages: yours Failure rate is for a circuit breaker from which the life of Depends on people too big. This issue is discussed in detail in the article by D. Kieback in the magazine ELEKTRIE, Berlin 49 (1995) 4.

Es hat an Versuchen nicht gefehlt, diese Problematik in den Griff zu bekommen. So wird z. B. in der EP 0 502 393 B1 ein Fehlerstromschutzschalter beschrieben, der die Prüftaste automatisch betätigt ohne daß dabei der Strom ausfällt. Dies hat den Vorteil, daß die sich anbahnende Kaltverschweißung der Magnetkontakte nicht bis zum Kleben dieser Kontakte führt, weil sie in regelmäßigen Abständen geöffnet werden.There has been no shortage of attempts to get this problem under control. So z. B. described in EP 0 502 393 B1 a residual current circuit breaker, the Test button pressed automatically without the power failing. This has the Advantage that the upcoming cold welding of the magnetic contacts is not up to leads to sticking these contacts because they open at regular intervals become.

Doch auch diese Erfindung erniedrigt die Ausfallquote nur um den Faktor 20, was z. B. schon in der OKA-Studie der EBI, Gmunden, 1990 gezeigt wurde.But this invention also lowers the failure rate by a factor of 20 e.g. B. was already shown in the OKA study of the EBI, Gmunden, 1990.

Obwohl dies einen Fortschritt darstellt, kann es natürlich trotzdem vorkommen, daß ein Fehlerstromschutzschalter dann nicht auslöst, wenn ein Fehlerstrom ansteht, d. h. diese Maßnahme verbessert zwar die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit der herkömmlichen Geräte um ein Vielfaches, doch ein Restrisiko bleibt bestehen.Although this is progress, it can of course still happen that a residual current circuit breaker does not trip if there is a residual current, d. H. this measure improves the reliability and availability of the conventional devices many times over, but a residual risk remains.

In der DE 44 12 305 A1 wird eine Weiterführung des Gedankens der automatischen Prüfung beschrieben. Sie besteht darin, daß der Prüfvorgang nicht nur einen Fehlerstrom bestimmter Größe simuliert, sondern daß der Prüfstrom langsam bis zum Auslösen der Magnetkontakte ansteigt. Der Auslösestrom wird jeweils gespeichert und mit Hilfe dieser gespeicherten Werte wird auf den voraussichtlichen Ausfall (Überschreiten des Grenzwertes z. B. 30 mA) extrapoliert.DE 44 12 305 A1 describes a continuation of the idea of automatic Exam described. It consists in the fact that the test procedure is not just one Fault current of a certain size simulated, but that the test current slowly up to trigger the magnetic contacts rises. The tripping current is each saved and with the help of these saved values will be on the expected Failure (exceeding the limit e.g. 30 mA) extrapolated.

Auch dieses Verfahren birgt ein Restrisiko in sich, nämlich auch diese automatische Überwachung kann ausfallen.This process also harbors a residual risk, namely this automatic too Monitoring can fail.

In der deutschen Patentanmeldung DE 195 28 918.8 wird daher ein Notaus-Zusatz­ schaltgerät beschrieben, daß, wenn die o.g. automatische Überwachung ausfallen oder das Schaltwerk klemmen sollte, eine irreversible oder nur vom Fachmann rückgängig machbare Trennung der Hauptstromleitungen erfolgt. Die Trennstellen können mit verschiedenen Mitteln verwirklicht werden, die in o.g. Patentanmeldung nicht erschöpfend offenbart wurden.In the German patent application DE 195 28 918.8 there is therefore an emergency stop addition switching device described that if the above automatic monitoring fail or the rear derailleur should jam, an irreversible one or only by a specialist reversible separation of the main power lines takes place. The separation points can be achieved by various means, which are described in the above Patent application have not been exhaustively disclosed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen sich automatisch überwachenden Fehler­ stromschutzschalter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich durch besonders vorteilhafte Trennstellen in dem o.g. Zusatzschaltgerät, das entweder separat oder im Schalter integriert ist, auszeichnet.The object of the invention is therefore an automatically monitoring error to create circuit breakers of the type described above, which is characterized by particularly advantageous separation points in the above Auxiliary switching device that either separately or integrated in the switch.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 bis 11 gelöst.This object is achieved by the characterizing features of the Claims 1 to 11 solved.

Die erfindungsgemäßen Trennstellen basieren alle auf dem bekannten Prinzip der schnellen Schmelzsicherung, die bei einem Überstrom oder einem Kurzschluß innerhalb weniger ins durchbrennen, schmelzen, verdampfen, usw.The separation points according to the invention are all based on the known principle of Fast fuse, which in the event of an overcurrent or a short circuit burn, melt, evaporate, etc. within a few minutes

So bestehen die beweglichen Kontakte der Zusatztrennstelle aus vorgespannten Kontakten, die über isolierende Fäden, Stäbe o. ä. mit Schmelzsicherungs­ materialien, z. B. Drähten, verbunden sind, die die Kontakte geschlossen halten und die im Fehlerstromfall bei Versagen der Fehlerstromschutzfunktion des Schalters durchbrennen, so daß die beweglichen Kontakte sich von den Festkontakten abheben und die Trennstelle des Zusatzschaltgerätes auftrennen. Das Durchbrennen der Schmelzsicherungsmaterialien wird dadurch erreicht, daß diese hinter der Trennstelle über beispielsweise zwei Transistorschalter, die in einer Überwachungselektronik enthalten sind, automatisch an die Netzspannung angeschlossen werden. Dabei ist es gleichgültig, ob die Transistoren dabei unbrauchbar werden.The movable contacts of the additional disconnection point are made of pre-stressed Contacts made with insulating threads, rods or similar with fuse  materials, e.g. B. wires are connected, which keep the contacts closed and in the event of a fault current if the fault current protection function of the switch fails burn out so that the moving contacts move away from the fixed contacts lift off and cut the separation point of the additional switching device. The Burning out of the fuse materials is achieved in that these behind the separation point via, for example, two transistor switches that are in one Monitoring electronics are included, automatically connected to the mains voltage be connected. It does not matter whether the transistors are included become unusable.

Eine weitere Möglichkeit den erfindungsgemäßen Gedanken auszuführen besteht darin, die Trennstellen des Zusatzschaltgerätes aus wenigstens zwei elektrisch leitenden Drähten herzustellen und sie mit einem bei niedriger Temperatur schmelzendem Metall, beispielsweise Lötzinn, miteinander zu verbinden. Über diese Verbindungsstelle legt man eine elektrisch oder chemisch betriebene, pulsartige Heizung, die bei Bedarf das Metall zum Schmelzen bringt. Anschließend zieht eine isoliert angebrachte Zugfeder, die beispielsweise eine elektrische Heizwicklung umgibt, die Kontaktstelle auseinander und trennt dadurch die Stromleitung. Denkbar ist auch die Trennstelle so auszubilden, daß das Schmelzsicherungselement explosionsartig zerspringt, sobald es an die Netzspannung angeschlossen wurde (auch Drahtexplosionselement genannt).Another possibility is to carry out the idea of the invention therein, the separation points of the additional switching device from at least two electrical to produce conductive wires and use them at a low temperature to fuse melting metal, for example solder. About these The connection point is an electrically or chemically operated, pulse-like one Heating that melts the metal when needed. Then one moves Insulated tension spring, for example an electrical heating coil surrounds the contact point apart and thereby separates the power line. Conceivable the separation point must also be designed so that the fuse element explodes explosively as soon as it is connected to the mains voltage (also called wire explosion element).

Erfindungsgemäß kann man die Trennstelle des Zusatzschaltgerätes auch aus zwei elektrisch leitenden dünnen Metallplatten herstellen, die mit dem Lötzinn z. B. punktförmig verbunden werden. Zwischen den Platten ist eine Druckfeder angeordnet, die mit Hilfe einer oder mehrerer Heizplatten o. ä. beheizbar ist. Auch hier öffnet sich die Trennstelle schlagartig, wenn der Befehl von der Überwachungs­ einheit zum Trennen erteilt wurde. Heizung, Stromleiter und Federn sind vonein­ ander isoliert angebracht. Auch hier kann man die Heizung mittels einer exothermen chemischen Verbindung verwirklichen.According to the invention, the separation point of the additional switching device can also be made up of two produce electrically conductive thin metal plates, which with the solder z. B. to be connected at points. There is a compression spring between the plates arranged, which can be heated with the help of one or more heating plates or the like. Also here the separation point opens suddenly when the command from the monitoring separation unit has been issued. Heater, conductor and springs are one other isolated attached. Again, you can use an exothermic heating realize chemical compound.

Aus elektrotechnischen Lehrbüchern ist bekannt, daß man zum Schmelzen von Metallen elektrische Induktionsöfen einsetzt. Die Sekundärwicklung eines Spezialtransformators wird von dem leitenden Schmelzgut zusammen mit dem Schmelzsumpf gebildet, die eingebettet in eine isolierte, wärmebeständige Rinne den zweiten Schenkel des Trafos umgeben und so eine Windung darstellen. Die Stromwärme I2R der sehr hohen Ströme bewirkt das Schmelzen.From electrical engineering textbooks it is known that electric induction furnaces are used to melt metals. The secondary winding of a special transformer is formed by the conductive melting material together with the melting sump, which, embedded in an insulated, heat-resistant channel, surround the second leg of the transformer and thus form a turn. The current heat I 2 R of the very high currents causes the melting.

Dieses Prinzip macht sich die Erfindung dadurch zunutze, daß die Trennstelle des Zusatzschaltgerätes aus wenigstens zwei Drähten besteht, die wieder mit z. B. Lötzinn verbunden und von einem ring- oder metallrohrförmigen Teil umgeben ist, das die Sekundärwicklung des Transformators bildet und dadurch im Fehlerstromfall bei Versagen der Fehlerstromschutzfunktion des Schalters als Heizung wirkt, die die Verbindungsstelle zum Schmelzen bringt, eine Feder daraufhin die Drähte schlag­ artig auseinanderzieht und dadurch die Trennstelle öffnet. Selbstverständlich ist die ring- oder rohrförmige, aus Widerstandsmaterial bestehende Windung so ausgelegt, daß sie zwar sehr heiß wird aber selbst nicht schmilzt.This principle takes advantage of the invention in that the separation point of the Additional switching device consists of at least two wires, which again with z. B. Solder is connected and surrounded by a ring-shaped or metal-tubular part, that forms the secondary winding of the transformer and thereby in the event of a fault current if the fault current protection function of the switch fails, it acts as a heater that The connection point melts, a spring then strikes the wires pulls apart and thereby opens the separation point. Of course it is ring-shaped or tubular winding made of resistance material designed so that it gets very hot but does not melt itself.

In Weiterführung dieses Gedankens wurde nun die Trennstelle des Zusatz­ schaltgerätes aus einem Ring aus niedrig schmelzendem Metall hergestellt, so daß sie selbst die Sekundärwicklung des Transformators bildet. An den Ring sind die zu trennenden Stromleitungen so angeschlossen (angelötet, angeschweißt), daß sie bei Bedarf dadurch getrennt werden, daß eine isolierte Feder den Ring im geschmolzenen Zustand und damit die Verbindung der Drähte auftrennt. In continuation of this idea, the separation point of the additive has now become switching device made of a ring of low melting metal, so that it itself forms the secondary winding of the transformer. They are closed on the ring separating power lines connected (soldered, welded) that they if necessary, be separated by an insulated spring in the ring melted state and thus the connection of the wires.  

Da der Ring im Normalfall den Laststrom führen muß, ist es noch besser, den Ring aus elektrisch leitendem Material und wenigstens aus zwei Teilen herzustellen, die miteinander verlötet sind.Since the ring normally has to carry the load current, it is even better to use the ring to produce from electrically conductive material and at least two parts, the are soldered together.

Stellt man den Ring aus gut leitendem Federmaterial her, kann die isolierte Feder wegfallen, denn der Ring öffnet sich von allein, wenn die Lötstelle schmilzt.If the ring is made of a highly conductive spring material, the insulated spring can be used no longer apply, because the ring opens automatically when the solder joint melts.

Bildet man die Stromzuführungen federnd aus und lötet sie gemeinsam mit den Ringteilen zusammen, so heben sie sich, wenn die Verbindungsstellen geschmolzen sind, automatisch ab und trennen so die Leitungen. Unter irreversibel sei verstanden, daß die Schmelzsicherungselemente nur von autorisierten Fachleuten ausgetauscht werden können, so daß der Schalter selbst verwendbar bleibt.If you train the power leads resiliently and solder them together with the Ring parts together, so they lift when the joints melted automatically disconnect and thus disconnect the lines. Under irreversible understood that the fuse elements only from authorized specialists can be replaced so that the switch itself remains usable.

Anhand von 9 Figuren sind einige von vielen denkbaren Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt und näher erläutert.With reference to 9 figures, some of many conceivable exemplary embodiments of the Invention shown and explained in more detail.

Es bedeuten in Fig. 1:
L und N die Phasen- und Nulleitungen des Stromnetzes, 1 einen Fehlerstrom­ schutzschalter, 2 die Anschlußleitungen, an die ein Verbraucher angeschlossen wird, 3 den Wandlerkern des Schalters, 4 eine erste Wicklung, an die der Auslöser 5 angeschlossen und 6 eine zweite, an die eine den Wandler nicht bzw. nur gering belastende redundante und/oder diversitäre Einheit, hier ein CMOS-Verstärker 7 angeschlossen wird, 8 das Schaltwerk, das die Kontakte 9 im Fehlerstromfall normalerweise öffnet, 10 ein Zusatzschaltgerät, bestehend aus den erfindungs­ gemäßen Trennstellen 12, die dann betätigt werden, wenn die Kontakte 9 im Fehlerstromfall nicht öffnen und der Steuerelektronik 13, in der u. a. die hinter den Kontakten 9 abgegriffene Spannung gemessen und weiterverarbeitet wird.
It means in Fig. 1:
L and N the phase and zero lines of the power network, 1 a residual current circuit breaker, 2 the connecting lines to which a consumer is connected, 3 the transformer core of the switch, 4 a first winding to which the trigger 5 is connected and 6 a second one one which does not or only slightly loads the converter redundant and / or diverse unit, here a CMOS amplifier 7 is connected, 8 the switching mechanism which normally opens the contacts 9 in the event of a fault current, 10 an additional switching device consisting of the separation points 12 according to the invention , which are actuated when the contacts 9 do not open in the event of a fault current, and the control electronics 13 , in which, among other things, the voltage tapped behind the contacts 9 is measured and further processed.

Über die Leitung 14 erhält die Steuerelektronik 13 im Fehlerstromfall das Signal "Fehlerstrom liegt an". Geht dann die hinter den Kontakten 9 gemessene Spannung nicht innerhalb einer vorgeschriebenen Zeit, z. B. nicht innerhalb von 50 ms, gegen Null, legt sie über den Schmelzsicherungsdraht 11 mittels des Transistorschalters 19 Netzspannung, die ihn zum Schmelzen bringt. Dadurch öffnen die beweglichen Kontakte 12, da sie nicht mehr von den isolierenden Fäden bzw. Stäben 15 festgehalten und von den Federn 12a von den Festkontakten 12b abgehoben werden. Die in die Elektronik 13 geführte Spannung versorgt auch die darin enthaltenen Bauelemente in mit dem notwendigen Betriebsstrom.In the event of a fault current, the control electronics 13 receives the signal "fault current is present" via line 14 . Then does the voltage measured behind the contacts 9 not within a prescribed time, e.g. B. not within 50 ms, towards zero, puts it over the fuse wire 11 by means of the transistor switch 19 mains voltage, which causes it to melt. As a result, the movable contacts 12 open because they are no longer held by the insulating threads or rods 15 and are lifted by the springs 12 a from the fixed contacts 12 b. The voltage fed into the electronics 13 also supplies the components contained therein with the necessary operating current.

In den Fig. 2a und 2b ist eine andere Trennstelle eines Zusatzschaltgerätes dargestellt. Man erkennt die beiden Teilstücke der zu trennenden Stromleitung 16, die durch wenigstens eine Lötstelle 17 getrennt wird, wenn diese im Fehlerstromfall bei Versagen der Fehlerstromschutzfunktion des Schalters durch die Heizwicklung 18 zum Schmelzen gebracht wurde.Another disconnection point of an additional switching device is shown in FIGS. 2a and 2b. One recognizes the two sections of the power line 16 to be separated, which is separated by at least one solder joint 17 if it was melted by the heating winding 18 in the event of a fault current in the event of failure of the fault current protection function of the switch.

Analog Fig. 1, wird die Heizung von einer Steuerelektronik 13 mit Hilfe eines Tran­ sistorschalters 19 an die Netzspannung gelegt. Nach dem Schmelzen der Lötstelle 17 zieht eine isolierte Feder 20 die Leitung 16 auseinander und trennt dadurch den Verbraucher vom Stromnetz irreversibel ab.Analogously to FIG. 1, the heating is applied to the mains voltage by control electronics 13 with the aid of a transistor switch 19 . After the solder joint 17 has melted, an insulated spring 20 pulls the line 16 apart and thereby irreversibly disconnects the consumer from the power supply.

Fig. 2a zeigt die Anordnung im geschlossenen und Fig. 2b im offenen Zustand. Fig. 2a shows the arrangement in the closed and Fig. 2b in the open state.

Die Fig. 3a und 3b zeigen Trennstellen, die ebenfalls in einem Zusatz­ schaltgerät geeignet sind, im Fehlerstromfall bei Versagen der Fehlerstrom­ schutzfunktion des Schalters die Stromleitungen irreversibel zu trennen. Sie bestehen aus je zwei elektrisch leitenden, dünnen Metallplatten 21, die mit wenigstens einer Lötstelle 17 verbunden sind. Eine oder mehrere Heizplatten 22 bringen die Lötstellen 17 bei Versagen der normalen Fehlerstromschutzfunktion zum Schmelzen, woraufhin die isolierenden Federn 20 die Verbindungsstellen auseinanderdrücken und dadurch die an die Platten 21 angeschlossenen Stromleitungen 16 trennen. Mit 23 werden in Fig. 3b die Teilstücke der Stromleitung 16 festgelegt. Umgibt man die Lötstelle 17 statt mit einer elektrischen Heizung mit einer exothermen, chemischen Verbindung und zündet diese im Fehlerstromfall, so schmilzt die Lötstelle 17 schlagartig und trennt wie beschrieben die Leitungen 16 voneinander. FIGS. 3a and 3b show separation points, the switching device also in an additional suitable in the fault current in case of failure the fault current of the switch protection function the current lines irreversibly separate. They each consist of two electrically conductive, thin metal plates 21 which are connected to at least one solder joint 17 . One or more heating plates 22 melt the solder joints 17 in the event of failure of the normal residual current protection function, whereupon the insulating springs 20 push apart the connection points and thereby separate the power lines 16 connected to the plates 21 . The portions of the power line 16 are fixed at 23 in FIG. 3b. If one surrounds the solder joint 17 with an exothermic, chemical connection instead of an electric heater and ignites it in the event of a fault current, the solder joint 17 melts suddenly and, as described, disconnects the lines 16 from one another.

Fig. 4 zeigt ein Heizungsprinzip, das sich ebenfalls gut zur Trennung der Haupt­ stromleitungen eignet. Die Teilstücke 16 der Stromleitung sind wie in den anderen Figuren durch die Lötstelle 17 miteinander verbunden, die sich im Inneren einer Sekundärwicklung 24 eines Transformators befindet. Die Primärwicklung 25 des Trafos umschließt die Sekundärwicklung 24, die aus nur einer Windung, hier aus einem sehr dünnen, steifen Rohr, Blech, Gitter, Netz, o. ä. besteht, dessen Stromwärme als Heizung dient. Fig. 4 shows a heating principle, which is also well suited for the separation of the main power lines. The sections 16 of the power line are connected to one another, as in the other figures, by the solder joint 17 , which is located inside a secondary winding 24 of a transformer. The primary winding 25 of the transformer encloses the secondary winding 24 , which consists of only one turn, here of a very thin, rigid tube, sheet metal, grid, network, or the like, the heat of which serves as a heater.

Die Primärwicklung 25 besitzt gerade so viele Windungen, daß beispielsweise das Blechrohr zwar sehr heiß wird, jedoch selbst nicht schmilzt. Ist die Lötstelle 17 geschmolzen, zieht die Feder 20 die Teilstücke der Leitung 16 auseinander und trennt dadurch das Stromnetz vom Verbraucher ab. In der Steuerelektronik 13 befindet sich u. a. z. B. ein Relais- oder Transistorschalter 19, der den Trafo bei Bedarf an das Stromnetz L und N anschließt. 26 sind Luft oder andere sehr dünne Isolationen, z. B. sehr dünne Keramikschichten. Will man einen mehrpoligen Schalter mit diesen Trennstellen ausrüsten, kann man durch die Sekundärwicklung mehrere voneinander isolierte Stromleitungen 16 mit mehreren Lötstellen 17 ziehen.The primary winding 25 has just enough turns that, for example, the sheet metal tube gets very hot, but does not melt itself. If the solder joint 17 has melted, the spring 20 pulls the sections of the line 16 apart and thereby disconnects the power supply from the consumer. In the control electronics 13 there is, for example, a relay or transistor switch 19 which connects the transformer to the power supply network L and N as required. 26 are air or other very thin insulation, e.g. B. very thin ceramic layers. If you want to equip a multi-pole switch with these separation points, you can pull several mutually insulated power lines 16 with several solder points 17 through the secondary winding.

In den Fig. 5a und 5b ist eine Weiterentwicklung dieses Prinzips dargestellt.A further development of this principle is shown in FIGS. 5a and 5b.

In Fig. 5a wird die Trennstelle des Zusatzschaltgerätes als Ring 27 aus niedrig schmelzendem Metall hergestellt, der die Sekundärwicklung des Trafos bildet. An den Ring 27 sind die Teilstücke 16 der zu trennenden Stromleitung angeschlossen und zwar über die elektrisch leitende, scheibenförmige Ringplatte 28. Das Isolierteil 31 ist mit einem Gewindestift 29 fest mit dem Eisenkern 30 des Trafos verbunden.In Fig. 5a, the separation point of the additional switching device is made as a ring 27 made of low-melting metal, which forms the secondary winding of the transformer. The sections 16 of the power line to be separated are connected to the ring 27 , specifically via the electrically conductive, disk-shaped ring plate 28 . The insulating part 31 is fixedly connected to the iron core 30 of the transformer by means of a threaded pin 29 .

Wird bei Bedarf die Primärwicklung 25 von der hier nicht gezeichneten Steuerelektronik 13 an die Netzspannung angeschlossen, so induziert der fließende Strom in der aus dem Ring 27 bestehenden Sekundärwicklung auf Grund des günstig gewählten Übersetzungsverhältnisses einen so großen Strom, daß schlagartig der Ring 27 schmilzt und die Feder 20 die Trennstelle öffnet. 32 stellt ein weiteres Isolierteil dar.If the primary winding 25 is connected to the mains voltage by the control electronics 13 ( not shown here), the current flowing in the secondary winding consisting of the ring 27 induces such a large current due to the favorably chosen transmission ratio that the ring 27 suddenly melts and the Spring 20 opens the separation point. 32 represents another insulating part.

In Fig. 5b wurde die Feder 20 anders angeordnet. Die scheibenförmige Ringplatte 28 der Fig. 5a wurde durch zwei geradlinige Stromzuführungen 28a ersetzt, die die Leitungen 16 mit dem Ring 27 verbinden. Alle anderen Zahlen haben die gleiche Bedeutung wie in Fig. 5a.In Fig. 5b, the spring 20 has been arranged differently. The disk-shaped ring plate 28 of FIG. 5a was replaced by two rectilinear power supply lines 28 a, which connect the lines 16 to the ring 27 . All other numbers have the same meaning as in Fig. 5a.

In Fig. 6 sind die Stromkontakte 32, an denen die Teilstücke der Stromleitungen 16 angelötet sind, federnd ausgebildet, so daß sie sich von dem elektrisch leitenden Ring 27 selbsttätig abheben, sobald dieser geschmolzen ist.In FIG. 6, the power contacts 32, in which the sections of the power lines are soldered 16, designed to be resilient, so that they automatically lift off from the electrically conductive ring 27, once it is melted.

Desweiteren stellen dar: 25 die Primärwicklung, 30 den Eisenkern des Trafos, 28a die geradlinigen Stromzuführungen und 31 ein Isolierteil.Furthermore, the following are represented: 25 the primary winding, 30 the iron core of the transformer, 28 a the rectilinear power supply and 31 an insulating part.

Claims (13)

1. Fehlerstromschutzschalter mit Zusatztrennstellen, die entweder als separate Baueinheiten vorliegen oder im Schalter selbst integriert sind und die bei Versagen der normalen Fehlerstromschutzfunktion im Fehlerstromfall die Stromzuführungsleitungen innerhalb einer vorgegebenen Zeit irreversibel trennen, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Kontakte der Zusatztrennstellen entweder aus vorgespannten Kontaktfedern oder aus Kontakten, die durch Zug- oder Druckfedern unter mechanische Spannung gesetzt werden, bestehen, die über isolierende Fäden, Stäbe, Federn o. ä. mit wenigstens einem Schmelzsicherungselement verbunden sind, das die Kontakte geschlossen hält und das im Fehlerstromfall bei Versagen der Fehlerstromschutzfunktion des Schalters durchbrennt, so daß sich die beweglichen Kontakte, bzw. die Kontaktfedern von den Festkontakten abheben und die Trennstellen des Zusatzschaltgerätes irreversibel auftrennen.1. Residual current circuit breakers with additional disconnection points, which are either available as separate units or are integrated in the switch itself and which irreversibly disconnect the power supply lines within a specified time in the event of failure of the normal residual current protection function in the event of a residual current, characterized in that the movable contacts of the additional disconnection points either from prestressed contact springs or from contacts, which are put under tension by tension or compression springs, which are connected via insulating threads, rods, springs or the like to at least one fuse element, which keeps the contacts closed and which, in the event of a fault current, if the fault current protection function of the The switch burns out, so that the movable contacts or the contact springs stand out from the fixed contacts and irreversibly separate the separation points of the additional switching device. 2. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzsicherungselement hinter den Trennstellen über wenigstens einen (Transistor-) Schalter der elektronischen Überwachungs- und Steuereinheit im Fehlerstromfall bei Versagen der normalen Fehlerstromschutzfunktion des Schalters an die Netzspannung angeschlossen wird und dadurch durchbrennt, so daß die Kontaktfedern, bzw. die beweglichen Kontakte sich von den Festkontakten abheben und die Trennstellen irreversibel auftrennen.2. Residual current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the Fuse element behind the separation points via at least one (Transistor) switch of the electronic monitoring and control unit in the Residual current failure if the normal residual current protection function of the Switch is connected to the mains voltage and burns through, so that the contact springs or the movable contacts differ from the Lift off the fixed contacts and irreversibly separate the separation points. 3. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zusatztrennstellen aus wenigstens zwei elektrisch leitenden Drähten bestehen, die mit bei niedriger Temperatur schmelzenden Metallen, beispielsweise mit Lötzinn, miteinander verbunden sind, die im Fehlerstromfall bei Versagen der normalen Fehlerstromschutzfunktion des Schalters von einer elektrischen Heizung schlagartig zum Schmelzen gebracht werden und daß wenigstens eine isolierte Feder die Drähte auseinanderzieht.3. Residual current circuit breaker according to claims 1 and 2, characterized records that the additional separation points from at least two electrically conductive Wires made with metals melting at low temperature, for example with solder, are connected to each other in the event of a fault current if the normal residual current protection function of the switch fails from one electrical heating are suddenly melted and that at least one insulated spring pulls the wires apart. 4. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Heizung aus einer Heizwendel, Heizwicklung o. ä. besteht, in der oder um die herum eine schraubenförmige Zugfeder angeordnet ist, die die Drähte nach Schmelzen des niedrigschmelzenden Metalls auseinander­ zieht.4. Residual current circuit breaker according to claim 1 and 3, characterized in that the electric heater consists of a heating coil, heating coil or the like, in or around which a helical tension spring is arranged, the the wires apart after the low melting metal has melted pulls. 5. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zusatztrennstelle aus je zwei elektrisch leitenden dünnen Metallplatten bestehen, die mit einem bei niedriger Temperatur schmelzenden Metall vorzugsweise punktförmig verbunden sind, zwischen denen eine isolierte Druckfeder angeordnet ist und die mit wenigstens einer Heizplatte versehen sind, so daß nach Schmelzen des Verbindungsmaterials die Trennstelle sich schlagartig öffnet.5. Residual current circuit breaker according to claims 1 to 3, characterized records that the additional separation point from two electrically conductive thin Metal plates are made with a melting at low temperature Metal are preferably connected in a punctiform manner, between which an insulated Compression spring is arranged and provided with at least one heating plate are so that the separation point itself after melting the connecting material suddenly opens. 6. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Stromleitung, die Heizwendel und die Zugfeder voneinander, beispielsweise durch eine Keramikbeschichtung, isoliert angeordnet sind. 6. Residual current circuit breaker according to claims 1 to 5, characterized records that the power line, the heating coil and the tension spring from each other, for example, are arranged insulated by a ceramic coating.   7. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizung, die das Schmelzsicherungselement zum Durchbrennen bzw. die Lötstelle zum Schmelzen bringt, aus einer exothermen, chemischen Verbindung besteht, die in geeigneter Weise um das Element, bzw. die Lötstelle herum angebracht oder in dem Element mitangebracht ist und im Fehlerstromfall gezündet wird.7. Residual current circuit breaker according to claim 1 to 6, characterized in that the heater that burns out the fuse element or causes the solder joint to melt, from an exothermic, chemical Connection exists in a suitable manner around the element, or the Is soldered around or attached to the element and in Residual current case is ignited. 8. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatztrennstelle aus zwei Drähten besteht, die mit einem niedrig schmelzenden Metall, z. B. Lötzinn, verbunden und von einem ring-, rohr-, gitter- oder netzförmigen Teil umgeben ist, das die Sekundärwicklung eines Transformators bildet und dadurch im Fehlerstromfall bei Versagen der Fehler­ stromschutzfunktion des Schalters als Heizung wirkt, die die Verbindungsstelle zum Schmelzen bringt und eine Feder daraufhin die Verbindungsstelle auseinanderzieht und dadurch die Zusatztrennstelle öffnet.8. Residual current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the Auxiliary disconnect consists of two wires, one with a low melting metal, e.g. B. solder, connected and from a ring, tube, lattice or net-shaped part is surrounded, which is the secondary winding of a Transformer forms and thus in the event of a fault current in the event of failure current protection function of the switch acts as a heater that the connection point melts and then a spring the connection point pulls apart and thereby opens the additional separation point. 9. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatztrennstelle aus einem Ring aus niedrig schmelzendem Metall besteht, der als Sekundärwicklung eines Transformators dient, die Drähte miteinander verbindet und im Fehlerstromfall bei Versagen der Fehlerstromschutzfunktion des Schalters diese dadurch trennt, daß eine isolierte Feder ihn im geschmol­ zenen Zustand und damit auch die Verbindung der Drähte, auftrennt.9. Residual current circuit breaker according to claim 1, characterized in that the Additional separation point consists of a ring made of low-melting metal, which serves as the secondary winding of a transformer, the wires together connects and in the event of a fault current if the fault current protection function fails the switch separates them in that an insulated spring melted them in state and thus also the connection of the wires. 10. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus elektrisch gut leitendem Material und aus wenigstens zwei Teilen besteht, die miteinander durch ein niedrig schmelzendes Metall verbunden sind.10. Residual current circuit breaker according to claim 9, characterized in that the Ring made of electrically good conductive material and made of at least two parts exists, which are connected to each other by a low melting metal are. 11. Fehlerstromschutzschalter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ring aus elektrisch gut leitendem Federmaterial und aus wenigstens zwei Teilen besteht, die miteinander durch ein niedrig schmelzendes Metall verbunden sind, so daß im Fehlerstromfall bei Versagen der Fehlerstrom­ schutzfunktion des Schalters die Verbindungsstellen schlagartig aufgehen, die Ringteile durch ihre eigene Federwirkung sich voneinander trennen und dadurch die stromleitenden Drähte unterbrochen werden.11. Residual current circuit breaker according to claim 10, characterized in that the ring made of electrically conductive spring material and at least two Parts consist of one another through a low melting metal are connected so that in the event of a fault current the fault current will fail protective function of the switch, the connection points suddenly open, the Ring parts separate by their own spring action and thereby the current-conducting wires are interrupted. 12. Fehlerstromschutzschalter nach den Ansprüchen 9 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Zusatztrennstelle aus einem Ring aus niedrigschmelzendem Metall besteht, der als Sekundärwindung eines Transformators dient, die federnden Drähte miteinander verbindet und sie im Fehlerstromfall bei Ver­ sagen der Fehlerstromschutzfunktion des Schalters dadurch trennt, daß sie sich von dem geschmolzenen Metall abheben und dadurch die Zusatztrennstelle öffnen.12. Residual current circuit breaker according to claims 9 to 11, characterized records that the additional separation point from a ring of low melting Metal exists, which serves as a secondary winding of a transformer connects resilient wires to each other and they in case of fault current at Ver tell the fault current protection function of the switch by separating them stand out from the molten metal and thereby the Open additional separation point. 13. Fehlerstromschutzschalter nach Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Schmelzsicherungstrennelement aus einem Drahtexplosionselement besteht.13. Residual current circuit breaker according to claims 1 to 12, characterized characterized in that the fuse separating element from a Wire explosion element exists.
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