DIFFERENTIAL CURRENT PROTECTION INTERRUPTER

Abstract: 1. Residual-current circuit breaker with a transductor circuit, whose secondary widing (8) is connected in series with a measuring impedance (10) to a clock generator (7) which is connected via a rectifier circuit (5) to the power supply system, wherein an evaluating circuit (11) for voltage pulses is connected to a pick-off between secondary winding (8) and impedance (10), the evaluating circuit being connected to a tripping device (12) which acts via a latching mechanism (13) on switch contacts (15) in the lines to be monitored (1 and 2), characterized in that the measuring impedance and in that, between each of the two terminals of the secondary winding (8) and reference potential there is arranged a respective low-pass filter (17, 18 and 19, 20).

Description: Differenzstromschutzschalter Die Erfindung betrifft einen Differenzstromschutzschalter mit einer Transduktorschaltung, deren Sekundärwicklung mit einem komplexen, überwiegend kapazitiven Widerstand in Serienschaltung an einen Taktgenerator, der über eine Gleichrichterschaltung mit dem Netz in Verbindung steht, angeschlossen ist, wobei an einem Abgriff zwischen Sekundärwicklung und Widerstand eine Aus werteschaltung für Spannungsimpulse angeschlossen ist, die mit einer Auslöseeinrichtung in Verbindung steht, die über ein Schaltschloss auf Schaltkontakte in den zu überwachenden Leitungen einwirkt. Ein derartiger Differenzstromschutzschalter ist bereits vorgeschlagen worden (Anmeldung mit älterem Zeitrang P 34 29 381.7). Hierbei wird dann wenn auf der Primärseite der Transduktorschaltung ein Differenzstrom auftritt, der induktive Widerstand der Sekundärwicklung kleiner, die Stromstärke grösser und sonach auch die Spannung am komplexen Widerstand grösser. Bei Erreichen einer in der Auswerteschaltung vorgegebenen Spannungsschwelle werden die Schaltkontakte in den zu überwachenden Leitungen geöffnet. Derartige Differenzstromschutzschalter arbeiten in einem Leitungsnetz mit sehr grossen Leitungslängen aufgrund der hohen Leitungskapazitäten nicht sicher genug. In einem elektrischen Niederspannungsnetz mit induktiven Verbrauchern treten in Verbindung mit LeitungskapaMitEten bei Schalthandlungen Ausgleichsschwingungen auf, deren Frequenzen von den geschalteten Verbrauchern und der Art und Länge der Zuleitungen zu diesen Verbrauchern abhängen. Dadurch werden im Sekundärkreis Schwingungspakete mit Frequenzen ab ca. 1 kHz bis in den MHz-Bereich, im weiteren kurz "Störfrequenz" genannt, erzeugt, die wie ein Differenzstrom wirken und den Differenzstromschutzschalter auslösen. Derartige Fälle können hauptsächlich in grossen Gebäuden wie Industrieanlagen, Krankenhäusern oder Bürogebäuden auftreten, falls induktive Verbraucher wie z.B. Leuchtstofflampen, Motoren oder Steuertransformatoren geschaltet werden. Eine vorhandene Filteranordnung aus der Induktivität der Sekundärwicklung, den parasitären Kapazitäten zwischen Primär- und Sekundärwicklung, dem Messwiderstand und dem Eingangswiderstand der Auswerteschaltung kann diese Störfrequenzen nicht herausfiltern. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Differenzstromschutzschalter mit einer Transduktorschaltung zu entwickeln, der durch Schwingungspakete mit diesen Störfrequenzen nicht ausgelöst wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass zwischen Jeder der beiden Anschlussklemmen der Sekundär wicklung und Bezugspotential Jeweils ein Tiefpassfilter angeordnet ist. Da eine Transduktorschaltung selbst schon Filtereigenschaften aufweist, soll der einzufUgende Tiefpassfilter hier auch als Filterergänzung bezeichnet werden. Diese Filterergänzungen leiten die Schwingungspakete der Störfrequenz so ab, dass durch sie keine unerwünschte Auslösung bewirkt wird. Als Filterergänzungen kommen Tiefpass-Zweipole infrage, die so gewählt sind, dass sie die Taktfrequenz des Taktgenerators nicht ableiten. Sonach bleibt gewährleistet, dass der Taktgenerator den Sekundärkreis steuern kann. Spannungen mit zu hoher Frequenz werden durch diese frequenzabhängigen Bauelemente jedoch abgeleitet und es wird verhindert, dass der Differenzstromschutzschalter durch ein unerwünschtes Schwingungspaket ausgelöst-wird. Nach einer Weiterbildung ist vorgesehen, die Wirkung eines vorhandenen Ableitventiles für Stoss ströme zu sichern, indem als Tiefpass-Zweipole zwischen den Anschlussklemmen der Sekundärwicklung und Bezugspotettial jeweils ein Kondensator und ein ohmscher Widerstand in Serie angeordnet sind. Dabei verhindern die ohmschen Widerstände, dass die Kondensatoren als Parallelschaltung zur Sekundärwicklung mit dieser als fast ungedämpfter Schwingkreis wirken, wodurch die Stossstromfestigkeit nicht mehr gegeben wäre. Eine weitere Ausgestaltung zur Verbesserung der Störempfindlichkeit sieht vor, dass zwischen Mittelpunktleiter und Bezugspotential ein weiterer Kondensator angeordnet ist. Uber diesen Kondensator können Störschwingungspakete vom Bezugspotential zum Mittelpunktleiter abgeleitet werden. Mit der Erfindung wird der Vorteil erzielt, dass ein Differenzstromschutzschalter mit einer Transduktorschaltung durch Störimpulse der Störfrequenzen, wie sie in sehr langen Leitungsnetzen auftreten, nicht ausgelöst werden kann. Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung grob schematisch wiedergegebenen Ausführungsbeispieles näher erläutert werden: Die Zeichnung veranschaulicht einen Differenzstromschutz schalter mit einer Transduktorschaltung und zwei Tiefpassfiltern zum Ableiten der Störfrequenzen. Der Differenzstromschutzschalter nach der Zeichnung überwacht einen Aussenleiter 1 und einen Mittelpunktsleiter 2, die Jeweils eine Primärwicklung 3 und 4 des Steuerkreises einer Transduktorschaltung enthalten. Die Primärwicklungen 3 und 4 können eine blosse Durchurhuung des Aussenleiters 1 und des Mittelpunktleiters 2 durch einen Summenstromwandler sein. Mit Abgriffen am Aussenleiter 1 und am Mittelpunktleiter 2 ist eine Gleichrichteranordnung 5 verbunden, die aus vier Dioden 51 bis 54 aufgebaut ist. An ihrem ersten Ausgang 55 steht ein Bezugspotential an und an ihrem zweiten Ausgang 56 wird ein gleichgerichtetes Potential abgegeben. Dieser zweite Ausgang 56 steht über ein Stabilisierungsglied 6 mit einem Taktgenerator 7 in Verbindung. Der Ausgang des Taktgenerators 7 ist mit einer ersten AnschluDklemme einer Sekundärwicklung 8 der Transduktorschaltung verbunden und die zweite Anschlussklemme der Sekundärwicklung 8 steht über einen ohmschen Dämpfungs- widerstand 9 und einen komplexen, überwiegend kapazitiven Widerstand 10 in Serienschaltung mit Bezugspotential in Verbindung. Mit einem Abgriff zwischen dem Dämpfungswiderstand 9 und dem komplexen Widerstand 10 ist ein erster Anschluss einer Auswerteschaltung 11 verbunden, deren zweiter Anschluss an Bezugspotential liegt. Der Ausgang der Auswerteschaltung 11 steht mit einer Auslöseeinrichtung 12 in elektrischer Verbindung. Diese Auslöseeinrichtung 12 steht mit einem Schaltschloss 13 in Eingriffverbindung 14, das auf Schaltkontakte 15 in den zu überwachenden Leitungen 1 und 2 wirkt. Mit einem Abgriff zwischen der Sekundärwicklung 8 und dem ohmschen Dämpfungswiderstand 9 stehen als elektronisches Ventil zwei gegenpolig in Serie geschaltete Zenerdioden 16 in Verbindung, deren zweite Anschlussklemme mit Bezugspotential verbunden ist. Die Zenerdioden 16 begrenzen die Impulshöhe der im Sekundärkreis induzierten Spannungsimpulse, wenn diese infolge von Stromstössen im Netz, also im Primärkreis, einen durch die Auswahl der Zenerdioden 16 festgelegten Betrag Uber- steigt. Mit den Anschlussklemmen der Sekundärwicklung 8 sind Jeweils Filterergänzungen 17, 18 und 19, 20 verbunden, deren zweite Anschlussklemmen mit Bezugspotential verbunden sind. Diese Filterergänzungen 17, 18 und 19, 20, die Jeweils aus einem Kondensator 17, 19 in Serienschaltung mit einem ohmschen Widerstand 18, 20 bestehen, koppeln Schwingungen der Störfrequenzen aus. Solche Frequenzen können beim Schalten einer induktiven Last in einem Netz mit verschiedenen Leitungslängen auftreten. Der Differenzstromschutzschalter wird sonach durch derartige Schwingungspakete nicht ausgelöst und auch seine Stossstromfestigkeit wird nicht geschmälert. Ein Kondensator 21 zwischen einem Abgriff am Bezugspotential und einem Abgriff am Mittelpunktleiter 2 leitet nach einer Weiterbildung mögliche höherfrequente Schwingungen des Bezugspotentials zum Mittelpunktleiter hin ab. 4 Patentansprüche 1 Figur Liste der Bezugszeichen 1 Aussenleiter 2 Mittelpunktleiter 3 Primärwicklung im Mittelpunktleiter 4 Primärwicklung im Aussenleiter 5 Gleichrichteranordnung 6 Stabilisierungsglied 7 Taktgenerator 8 Sekundärwicklung 9 ohmscher Dämpfungswiderstand 10 komplexer Widerstand 11 Auswerteschaltung 12 Auslöseeinrichtung 13 Schaltschloss 14 Eingriffverbindung 15 Schaltkontakte 16 Zenerdioden 17 Kondensator des ersten Filterergänzung 18 ohmscher Widerstand der ersten Filterergänzung 19 Kondensator der zweiten Filterergänzung 20 ohmscher Widerstand der zweiten FilterergEnzung 21 Kondensator zwischen Mittelpunktleiter und Bezugs potential 51 erste Diode der Gleichrichteranordnung 52 zweite Diode der Gleichrichteranordnung 53 dritte Diode der Gleichrichteranordnung 54 vierte Diode der Gleichrichteranordnung 55 erster Ausgang der Gleichrichteranordnung 56 zweiter Ausgang der Gleichrichteranordnung

Claims: Patentan sprüche 1. Differenzstromschutzschalter mit einer Transduktorschaltung, deren Sekundärwicklung (8) mit einem komplexen, überwiegend kapazitiven Widerstand (10) in Serienschaltung an einen Taktgenerator (7), der über eine Gleichrichterschaltung (5) mit dem Netz in Verbindung steht, angeschlossen ist, wobei an einem Abgriff zwischen Sekundärwicklung (8) und Widerstand (10) eine Auswerteschaltung (11) für Spannungsimpulse angeschlossen ist, die mit einer Auslöseeinrichtung (12) in Verbindung steht, die über ein Schaltschloss (13) auf Schaltkontakte (15) in den zu überwachenden Leitungen (1 und 2) einwirkt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass zwischen jeder der beiden Anschlussklemmen der Sekundärwicklung (8) und Bezugspotential Jeweils ein Tiefpassfilter (17,18 und 19,20) angeordnet ist. 2. Differenzstromschutzschalter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daB als Tiefpassfilter (17,18 und 19,20) zwischen den Anschlussklemmen der Sekundärwicklung (8) und Bezugspotential TiefpaB-Zweipole angeordnet sind, deren Wirkung oberhalb der Frequenz des Taktgenerators (7) liegt. 3. Differenzstromschutzschalter nach Anspruch 2, mit einem elektronischen Ventil (16), dessen erste Anschlussklemme mit einem Abgriff zwischen der Sekundärwicklung (8) und der Auswerteschaltung (11) in Verbindung steht und dessen zweite Anschlussklemme an Bezugspotential liegt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass zwischen Jeder der beiden AnschluBklemmen der Se kundärwicklung (8) und Bezugspotential als Tiefpass Zweipol Jeweils ein Kondensator (17,19) und ein ohmscher Widerstand (18,20) in Serie angeordnet sind. 4. Differenzstromschutzschalter nach den Ansprüchen 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t dass zwischen dem Bezugspotential und dem Mittelpunktleiter (2) ein weiterer Kondensator (21) angeordnet ist.

Inventors: BECK, WOLFGANG, HARR, DIETER
Applicants: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT BERLIN UND MUNCHEN
Application year: 1985
Main classification: H02H3
IPC codes: H02H3