DE19601880A1 - Load network arrangement with PE conductor for protection of electrical devices from electric shock hazard - Google Patents
Load network arrangement with PE conductor for protection of electrical devices from electric shock hazardInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Verbrauchernetzanordnung mit zumindest einem Außenleiter, einem die Schutzfunktion übernehmenden Leiter, hier allgemein Schutzleiter genannt, gegebenenfalls einem Neutralleiter, und mit einer Anordnung zur Überwachung des Schutzleiters. Üblicherweise wird zum Schutz von Geräten bei zu hoher Berührungspannung in den verschiede nen Ausprägungen der Verbrauchernetze ein sogenannter PE- Leiter als Schutzleiter verwendet. Im Falle eines Isolations fehlers in der zu sichernden Anlage oder in dem zu schützen den Gerät bewirkt der Rückfluß über den Schutzleiter einen Fehlerstrom, der einen Fehlerstromschutzschalter oder bei größeren Leistungen einen Leitungsschutzschalter zum Auslösen bringt. Voraussetzung für die Wirksamkeit derartiger Schutz maßnahmen ist jedoch die Sicherstellung des Stromweges über den gesamten Schutzleiterzweig. Ist dieser an irgendeiner Stelle unterbrochen oder zu hochohmig, kann die Schutzmaßnah me in Frage gestellt sein. Unterbrechungen können sowohl durch Leiterbruch als auch durch schlechte Klemmstellen oder nicht oder falsch angeschlossene Schutzleiter hervorgerufen werden. Auch zu hohe Erdungswiderstände können die übliche Schutzmaß nahme in ihrer Sicherheit beeinträchtigen.The invention relates to a consumer network arrangement with at least one outer conductor, one the protective function receiving manager, here generally called protective conductor, optionally a neutral conductor, and with an arrangement for Monitoring the protective conductor. Usually used for protection of devices with too high contact voltage in the various a so-called PE- Conductor used as protective conductor. In the case of insulation fault in the system to be protected or in the system to be protected the device causes a backflow through the protective conductor Residual current, which is a residual current circuit breaker or at a circuit breaker to trigger larger outputs brings. A prerequisite for the effectiveness of such protection However, the measure is to ensure the current path through the entire protective conductor branch. Is this on anyone Interrupted point or too high resistance, the protective measure can me be questioned. Interruptions can be caused by both Wire break as well as bad terminal points or not or incorrectly connected protective conductor. Too high grounding resistances can also be the usual protective measure affect your safety.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbraucher netzanordnung zu entwickeln, bei der eine noch höhere Sicher heit erzielt wird.The invention has for its object a consumer to develop a network arrangement that is even more secure is achieved.
Die Lösung der geschilderten Aufgabe erfolgt durch eine Ver brauchernetzanordnung nach Patentanspruch 1. Die Überwachung des Schutzleiters auf seine Funktionstüchtigkeit erfolgt hierbei durch eine Prüfstromeinrichtung, die Prüfstrom auf den Schutzleiter gibt. Ein Prüfstromsensor wirkt mit einer Auswerteeinrichtung zusammen, die unterhalb eines vorbestimm baren oder vorbestimmten Schwellwerts einer Betätigungsein richtung einer Schalteinrichtung in Verbraucherleitungen ein öffnendes Schaltsignal zuführt.The described task is solved by a Ver consumer network arrangement according to claim 1. The monitoring the protective conductor is working properly here by a test current device, the test current the protective conductor there. A test current sensor works with one Evaluation device together, which is below a predetermined bar or predetermined threshold value of an actuation direction of a switching device in consumer lines opening switching signal.
Dadurch, daß entweder ständig, getaktet oder fallweise der Schutzleiterkreis mit Hilfe eines Prüfstroms überwacht wird, ist sichergestellt, daß der Schutzleiterkreis geschlossen ist und darauf beruhende Schutzmaßnahmen greifen können.The fact that either continuously, clocked or occasionally the Protective circuit is monitored with the help of a test current, it is ensured that the protective conductor circuit is closed and can take protective measures based thereon.
Bei einer einfachen Anordnung kann die Prüfstromeinrichtung im wesentlichen eine Verbindung eines Außenleiters mit dem Schutzleiter über einen Widerstand bilden, wobei der Wider stand auf die gewünschte Prüfstromstärke angepaßt ist. Eine derartige Anordnung verursacht sozusagen einen künstlichen Fehlerstrom, der als Prüfstrom auf den Schutzleiter gegeben wird. Der Schutzleiter kann insbesondere nach den Bestimmun gen für sogenannte PE-Leiter errichtet sein.In a simple arrangement, the test current device essentially a connection of an outer conductor to the Form a protective conductor through a resistor, the opp was adjusted to the desired test current. A such an arrangement creates an artificial one, so to speak Residual current, which is given as a test current to the protective conductor becomes. The protective conductor can in particular according to the regulations conditions for so-called PE conductors.
Die Betätigungseinrichtung der Schalteinrichtung kann dafür ausgelegt sein, die Schaltkontakte der Schalteinrichtung ohne öffnendes Schaltsignal in der Schließstellung zu halten bzw. in diese zu bringen. Wenn der Prüfstrom infolge schlechter Kontakte im Schutzleiter zu niedrig wird, werden die Schalt kontakte geöffnet, solange der Fehler ansteht.The actuating device of the switching device can do this be designed, the switching contacts of the switching device without to keep the opening switching signal in the closed position or to bring in this. If the test current is worse as a result Contacts in the protective conductor becomes too low, the switching contacts open as long as the error is pending.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung sind Prüfstromsensor, Auswerteeinrichtung und Betätigungseinrichtung zusammen als ein Netzrelais ausgeführt, da es nach dem Ruhestromprinzip arbeitet und mit der Schalteinrichtung in Wirkverbindung steht.According to an advantageous embodiment, test current sensors are Evaluation device and actuator together as a mains relay, since it works according to the quiescent current principle works and in operative connection with the switching device stands.
Nach einer anderen Ausgestaltung sind Prüfstromsensor und Auswerteeinrichtung zusammen als Optokoppler ausgebildet, der die Betätigungseinrichtung der Schalteinrichtung beauf schlagt. Man erhält hierbei eine einfache und potentialfreie Überwachung. Ein Optokoppler, der auf der Primärseite eine Leuchtdiode aufweist, kann bei ausreichender Helligkeit der Leuchtdiode seine Sekundärseite durchschalten, so daß ein Netzspannungsrelais Schaltkontakte schließen kann, solange diese Bedingungen gegeben sind. Diese Bedingungen entsprechen einem gewünschten niederohmigen Widerstand und einem entspre chend großen Prüfstrom.According to another embodiment, the test current sensor and Evaluation device formed together as an optocoupler the actuating device of the switching device strikes. You get a simple and potential-free one Monitoring. An optocoupler on the primary side Has light-emitting diode, with sufficient brightness Turn on the LED on its secondary side, so that a Mains voltage relay switching contacts can close as long as these conditions are met. These conditions match a desired low resistance and one accordingly large test current.
Der die Schutzfunktion übernehmende Leiter kann im Prinzip auch mit einer Steckdosenmasse in Verbindung stehen. Der die Schutzfunktion übernehmende Leiter kann auch mit Masse eines Verbrauchergehäuses in Verbindung stehen.In principle, the conductor taking over the protective function can are also connected to a socket outlet. The the The protective function of the conductor can also be earthed Connect consumer housing.
Die Erfindung soll nun anhand von in der Zeichnung grob sche matisch wiedergegebenen Ausführungsbeispielen näher erläutert werden:The invention will now be based on cal in the drawing illustrated exemplary embodiments will:
In Fig. 1 ist eine Verbrauchernetzanordnung mit Prüfstro meinrichtung, Prüfstromsensor, Auswerteeinrichtung und Betä tigungseinrichtung einer Schalteinrichtung wiedergegeben.In Fig. 1, a consumer network arrangement is my device with Prüfstro, Prüfstromsensor, evaluation and betae actuating device of a switching device repeatedly.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, wobei Prüfstromsensor, Auswerteeinrichtung und Betätigungseinrich tung als Netzrelais ausgeführt sind.An exemplary embodiment is illustrated in FIG. 2, the test current sensor, evaluation device and actuating device being designed as a network relay.
In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel wiedergegeben, bei dem Prüfstromsensor und Auswerteeinrichtung zusammen als Opto koppler ausgebildet sind.In Fig. 3, an embodiment is shown in which Prüfstromsensor and evaluation device together Opto-couplers are formed as.
In Fig. 4 ist eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 3 dargestellt, wobei der Betätigungsstrom von einer ex ternen Hilfsspannung gewonnen wird.In Fig. 4 a modification of the embodiment of Fig. 3 is shown, wherein the actuating current is obtained from an external auxiliary voltage.
In Fig. 5 ist eine Verbrauchernetzanordnung dargestellt, wo bei der Leiter, der die Schutzfunktion übernimmt, mit der Masse einer geerdeten Steckdose in Verbindung steht.In Fig. 5 a consumer network arrangement is shown, where the conductor, which takes over the protective function, is connected to the ground of a grounded socket.
In Fig. 6 ist eine Anordnung wiedergegeben, wobei der die Schutzfunktion übernehmende Leiter mit Masse für ein geerde tes Verbrauchergehäuse in Verbindung steht. In Fig. 6 an arrangement is shown, wherein the conductor assuming the protective function is connected to ground for a grounded consumer housing.
Die Verbrauchernetzanordnung nach Fig. 1 weist einen Außen leiter 1, einen die Schutzfunktion übernehmenden Leiter 2 und einen Neutralleiter 3 auf. Die Leiter sind mit einer Anord nung zur Überwachung des Schutzleiters auf seine Funktion stüchtigkeit verbunden. Diese Anordnung weist einen Prüf stromsensor 4 und eine Auswerteeinrichtung 5 auf, die elek trisch mit einer Betätigungseinrichtung 6 einer Schaltein richtung mit Schaltkontakten in Verbraucherleitungen in Ver bindung steht. Die Prüfstromeinrichtung 8 wird im wesentli chen gebildet durch eine Verbindung des Außenleiters 1 mit dem Schutzleiter 2 über einen Widerstand 9. Der Prüfstrom wird über den Prüfstromsensor 4 geführt. Durch geeignete Be messung des Widerstands im Kreis kann die gewünschte Prüf stromstärke eingestellt werden. Die Auswerteeinrichtung 5 gibt unterhalb eines vorbestimmbaren oder vorbestimmten Schwellwerts an die Betätigungseinrichtung 6 ein öffnendes Signal ab bzw. sie stellt die Abgabe eines Schließsignals ein wenn der Prüfstrom zu niedrig wird.The consumer network arrangement of FIG. 1 has an outer conductor 1, a protective function acquiring conductor 2 and a neutral conductor 3. The conductors are connected to an arrangement for monitoring the functionality of the protective conductor. This arrangement has a test current sensor 4 and an evaluation device 5 , which is electrically connected to an actuating device 6 of a switching device with switching contacts in consumer lines. The test current device 8 is formed in wesentli Chen by connecting the outer conductor 1 to the protective conductor 2 via a resistor 9 . The test current is conducted via the test current sensor 4 . The desired test current can be set by suitably measuring the resistance in the circuit. The evaluation device 5 emits an opening signal to the actuating device 6 below a predeterminable or predetermined threshold value, or it sets the delivery of a closing signal if the test current becomes too low.
Der Verbrauchernetzanordnung nach Fig. 1 wird weiter eine Verbindungseinheit 10, die als Steckdose verstanden werden kann, und ein auf Gefährdung überwachtes Verbrauchergerät 11 mit einem Ersatzwiderstand 12 veranschaulicht.The consumer network arrangement of FIG. 1 is further a connecting unit 10, which may be understood as a socket, and a monitored hazard to consumers apparatus 11 illustrated with a spare resistor 12.
Eine besonders einfache Lösung erhält man mit einem Netzspan nungsrelais nach Fig. 2, bei welchem schon ein kleiner Steu erstrom zum Einschalten und Halten der Schalteinrichtung in Schließstellung ausreicht. Hierbei sind Prüfstromsensor, Aus werteeinrichtung und Betätigungseinrichtung als Netzrelais ausgeführt, das mit der Schalteinrichtung 7 in Wirkverbindung steht.A particularly simple solution is obtained with a mains voltage relay according to FIG. 2, in which a small control current is sufficient to switch on and hold the switching device in the closed position. Here, the test current sensor, evaluation device and actuating device are designed as a network relay which is in operative connection with the switching device 7 .
Die Stärke des vorteilhaft einzustellenden Prüfstroms kann sich nach den Gegebenheiten einer vorgeschalteten Fehler stromschutzeinrichtung orientieren. Die Anordnung nach Fig. 2 kann als Modul 13 verstanden oder ausgeführt werden, da an stelle des Moduls 13 nach Fig. 1 tritt. The strength of the test current to be set advantageously can be based on the circumstances of an upstream fault current protection device. The arrangement according to FIG. 2 can be understood or implemented as module 13 , since module 13 according to FIG. 1 takes the place of.
Eine einfache und potentialfreie Überwachung erhält man bei Einsatz eines Optokopplers 14 nach Fig. 3. Wenn der vom Wi derstand 9 bestimmte Prüfstrom eine primärseitig angeordnete Leuchtdiode des Optokopplers ausreichend hell leuchten läßt, kann auf der Sekundärseite des Optokopplers dieser durchge schaltet werden, so daß die Betätigungseinrichtung 6 der Schalteinrichtung 7 beaufschlagt wird und die Schaltkontakte in die Schließstellung gehen. Bei größeren Relais bzw. Schüt zen kann zwischen Optokoppler 14 und Betätigungseinrichtung 6 bzw. einem Schutzsteuerkreis auch ein entsprechender Verstär kerkreis angeordnet sein. In einfachen Fällen kann der Opto koppler auch durch eine Relais ersetzt werden, wobei der Kreis der Eingangsseite anstelle der Leuchtdiode durch die Relaisspule und die Sekundärseite, also Ausgangsseite, durch den Relaiskontakt gebildet wird. Das Relais wirkt als hier Verstärker, wie es im Prinzip in Fig. 3 wiedergegeben ist.A simple and potential-free monitoring is obtained when using an optocoupler 14 according to FIG. 3. If the test current determined by the resistor 9 causes a light-emitting diode of the optocoupler arranged on the primary side to shine sufficiently brightly, this can be switched through on the secondary side of the optocoupler so that the Actuating device 6 of the switching device 7 is acted upon and the switching contacts go into the closed position. In the case of larger relays or contactors, a corresponding amplifier circuit can also be arranged between the optocoupler 14 and the actuating device 6 or a protective control circuit. In simple cases, the opto-coupler can also be replaced by a relay, the circle on the input side being formed by the relay coil and the secondary side, i.e. the output side, by the relay contact instead of the light-emitting diode. The relay acts as an amplifier here, as shown in principle in FIG. 3.
Der Betätigungsstrom kann auch gemäß Fig. 4 durch eine ex terne, also von einer Hilfsspannung 15 gemäß Fig. 4 bereit gestellt werden.The actuating current can also be provided according to FIG. 4 by an external, that is, by an auxiliary voltage 15 according to FIG. 4.
Der die Schutzfunktion übernehmende Leiter 2 kann in der Aus führung nach Fig. 5 auch als Erdungskreis ausgeführt sein, wobei der Leiter 2 nach Fig. 5 mit Masse 16 für Verbindungs einheiten bzw. Steckdosen 10 in Verbindung steht. Nach Fig. 6 steht der die Schutzfunktion übernehmende Leiter 2 als Er dungskreis mit Masse 16 eines zu schützenden Verbrauchergerä tes 11 in Verbindung.The conductor 2 taking over the protective function can also be designed as a grounding circuit in the embodiment according to FIG. 5, the conductor 2 according to FIG. 5 being connected to ground 16 for connection units or sockets 10 . According to FIG. 6 of the protective function of acquiring conductor 2 is as He dung circle with a mass 16 to be protected Verbrauchergerä tes 11 in connection.
Claims (8)
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| DE1996101880 DE19601880A1 (en) | 1996-01-19 | 1996-01-19 | Load network arrangement with PE conductor for protection of electrical devices from electric shock hazard |
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Publications (1)
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