DE10125338B4 - Protection device for electrical consumers - Google Patents

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Abstract

Schutzvorrichtung (30) für elektrische Verbraucher, mit
– einem Stromeingang (31),
– einer Mehrzahl von mit dem Stromeingang (31) verbundenen Stromausgängen (37 bis 40) zur Stromversorgung von daran angeschlossenen Verbrauchern, und
– einer Auslöseeinichtung (36, 45, 46) zum Abschalten des Stromflusses zwischen dem Stromeingang (31) und den damit verbundenen Stromausgängen (37 bis 40), wobei
– an den Stromausgängen (37 bis 40) jeweils eine mit der Auslöseeinrichtung (36, 45, 46) verbundene Fehlerstromdetektoreinrichtung (41 bis 44) vorgesehen ist, mittels der eine hinsichtlich Betrag und Fließrichtung aller zwischen dem jeweiligen Stromausgang (37 bis 40) und damit verbundenen Verbrauchern fließenden Einzelströmen repräsentative Stromsumme erfasst, ein zur erfassten Stromsumme proportionales Fehlerstromsignal erzeugt, und das erzeugte Fehlerstromsignal der Auslöseeinrichtung (36, 45, 46) zugeführt wird, wobei
– die Auslöseeinrichtung (36, 45, 46) den Stromfluss unterbricht, wenn eines der ihr von den jeweiligen Fehlerstromdetektoreinrichtungen (41 bis 44) zugeführten Fehlerstromsignale einen vorgebbaren Fehlerstromsignal-Schwellenwert überschreitet.Protection device (30) for electrical consumers, with
- a current input (31),
- A plurality of current outputs (37 to 40) connected to the current input (31) for supplying power to consumers connected thereto, and
- A trigger device (36, 45, 46) for switching off the current flow between the current input (31) and the associated current outputs (37 to 40), wherein
- A fault current detector device (41 to 44), which is connected to the triggering device (36, 45, 46), is provided at the current outputs (37 to 40), by means of which one with respect to the amount and direction of flow of all between the respective current output (37 to 40) and thus Connected consumers flowing individual currents detected representative current sum, generates a fault current signal proportional to the detected current sum, and the generated fault current signal is fed to the tripping device (36, 45, 46), wherein
- The triggering device (36, 45, 46) interrupts the current flow when one of the fault current signals supplied to it by the respective fault current detector devices (41 to 44) exceeds a predeterminable fault current signal threshold value.

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Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Schutzvorrichtung für elektrische Verbraucher.The invention relates to a protective device for electrical Consumer.

Es ist bekannt, Benutzer elektrischer Geräte (im Folgenden als elektrische Verbraucher bezeichnet) mittels Fehlerstrom-Schutzschaltungen vor körperlichen Schäden zu schützen. Die Fehlerstrom-Schutzschaltungen erkennen Fehlerströme, die beispielsweise durch Isolationsfehler im Gehäuse der elektrischen Verbraucher entstehen, und unterbrechen die Stromzufuhr innerhalb kürzester Zeit.It is known to electrical users Devices (im Hereinafter referred to as electrical consumers) by means of residual current protective circuits before physical damage to protect. The residual current protective circuits recognize residual currents that for example due to insulation faults in the housing of the electrical consumers arise and interrupt the power supply within a very short time Time.

Derartige Fehlerstrom-Schutzschaltungen werden üblicherweise in Hausanschlüssen, Baustromverteilern oder Generatoren verwendet. Die Fehlerstrom-Schutzschaltung (im Folgenden als FI-Schalter bezeichnet) ist zwischen einer Stromquelle bzw. Stromzufuhr und daran angeschlossenen Verbrauchern geschaltet und misst die Differenz zwischen der Summe aller vom FI-Schalter zu den Verbrauchern hin fließenden elektrischen Ströme und der Summe aller von den Verbrauchern zum FI-Schalter zurück fließenden elektrischen Ströme. Diese Differenz (im Folgenden als Stromsumme bezeichnet), ist im Idealfall gleich Null, also dann, wenn der zu dem Verbraucher hinfließende Strom gleich dem vom Verbraucher zurückfließenden Strom ist. Tritt bei einem fehlerhaften Verbraucher (beispielsweise einen Verbraucher mit einem Isolationsdefekt, durch den der elektrische Verbraucher über den Körper des Benutzers geerdet wird) ein Fehlerstrom auf, so ist die Summe aus Hin- und Rückströmen nicht mehr Null, was durch den FI-Schalter in Form eines "Differenzstroms" erfasst wird. In solch einem Fall unterbricht der FI-Schalter den Stromfluss zwischen der Stromquelle und dem Verbraucher.Such residual current protective circuits are usually in house connections, construction power distributors or generators used. The residual current protective circuit (in Hereinafter referred to as an FI switch) is between a power source or power supply and consumers connected to it and measures the difference between the sum of all of the FI switches flowing to consumers electric currents and the sum of all electrical flowing back from the consumers to the FI switch Streams. This Difference (hereinafter referred to as the current sum) is ideal equal to zero, i.e. when the current flowing to the consumer equal to the current flowing back from the consumer is. Occurs at a faulty consumer (e.g. one Consumers with an insulation defect that can cause electrical damage Consumers about the body of the user is earthed), the sum is out of back and forth flows Zero, which is detected by the RCD in the form of a "differential current". In such a case interrupts the FI switch the current flow between the power source and the Consumer.

Da unter realen Verhältnissen durch Kapazitätseffekte, limitierte Isolationswiderstände oder EMV-Filter immer geringe Fehlerströme auftreten, die jedoch nicht als Defekt des Verbrauchers oder Betriebsstörung anzusehen sind, werden die FI-Schalter in der Regel so ausgelegt, dass geringe Fehlersröme zulässig sind und die Stromzufuhr nur dann unterbrochen wird, wenn die Fehlerströme einen vorbestimmten Schwellenwert überschreiten.Because under real conditions through capacity effects, limited insulation resistances or EMC filters, low leakage currents always occur, but not are to be regarded as a defect in the consumer or a malfunction the RCDs are usually designed so that low fault currents are permitted and the power supply is only interrupted when the fault currents unite exceed the predetermined threshold.

Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf 2 der Aufbau und die Funktionsweise eines bekannten FI-Schalters näher erläutert.The following will refer to 2 the structure and operation of a known RCD switch explained in more detail.

Ein FI-Schalter 1 weist einen Stromeingang 2, einen Stromausgang 3, ein mechanisches Schaltelement 4, einen ferromagnetischen Ringkern 5, eine Auslösespule 6, einen Summenstromwandler 7, einen Fehlerstromauslöser 8, eine Testspule 9 und eine Prüftaste 10 auf.An FI switch 1 has a current input 2 , a current output 3 , a mechanical switching element 4 , a ferromagnetic toroid 5 , a trip coil 6 , a summation current transformer 7 , a residual current release 8th , a test coil 9 and a test button 10 on.

Der Stromeingang 2 weist als Leitungen einen L1-Eingang 11, einen L2-Eingang 12, einen L3-Eingang 13 sowie einen Neutraleingang 14 auf. Diese Eingänge sind jeweils mir einem entsprechenden L1-Ausgang 15, einem L2-Ausgang 16, einem L3-Ausgang 17 und einem Neutralausgang 18 des Stromausgangs 3 verbunden. Die jeweiligen Verbindungen zwischen Stromeingang 2 und Stromausgang 3 durchlaufen den ferromagnetischen Ringkern 5, um den sowohl die Testspule 9 als auch die Auslösespule 6 gewikkelt sind, und können durch das mechanische Schaltelement 4 unterbrochen werden. Wird am Stromausgang 3 ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, so erzeugen die vom Stromeingang 2 zum Stromausgang 3 einerseits sowie die umgekehrt vom Stromausgang 3 zum Stromeingang 2 fließenden elektrischen Ströme Magnetfelder, die sich überlagern und sich im Idealfall, also bei vollständiger Isolierung, gegenseitig aufheben. Eine Magnetisierung im Ringkern 5 kommt dann zu Stande, wenn eine Summe aus Hin- und Rückströmen zwischen dem Verbraucher und dem Stromeingang 2 nicht mehr Null ist, also ein Fehlerstrom vorliegt.The current input 2 has an L1 input as lines 11 , an L2 input 12 , an L3 input 13 as well as a neutral input 14 on. These inputs are each with a corresponding L1 output 15, a L2 output 16 , an L3 output 17 and a neutral output 18 of the current output 3 connected. The respective connections between current input 2 and current output 3 pass through the ferromagnetic toroid 5 around which both the test coil 9 as well as the trip coil 6 are coiled, and can by the mechanical switching element 4 to be interrupted. Is at the current output 3 an electrical consumer connected, so generate from the power input 2 to the current output 3 on the one hand and the other way around from the current output 3 to the current input 2 flowing electric currents magnetic fields that overlap and ideally cancel each other out, i.e. with complete insulation. Magnetization in the toroid 5 comes into existence when a sum of the outgoing and return flows between the consumer and the power input 2 is no longer zero, i.e. there is a fault current.

In einem solchen Fall kompensieren sich die Magnetfelder der einzelnen Leiter nicht, wodurch der Ringkern 5 magnetisiert bzw. dessen bereits vorhandene Magnetisierung geändert wird. Änderungen der Magnetisierung erzeugen in der Auslösespule 6 einen elektrischen Strom, der vom Summenstromwandler 7 erfasst wird. Überschreitet dieser Strom einen gewissen vorbestimmten Schwellenwert, so wird durch den Fehlerstromauslöser 8 das mechanische Schaltelement 4 angesteuert, welches dann den Stromfluss zwischen dem Stromeingang 2 und dem Stromausgang 3 unterbricht. Die Funktionstüchtigkeit des FI-Schalters 1 lässt sich durch Betätigen der Prüftaste 10 und Ändern der Magnetisierung des Ringkerns 5 durch die Testspule 9 feststellen.In such a case, the magnetic fields of the individual conductors do not compensate each other, causing the toroid 5 magnetized or whose existing magnetization is changed. Changes in magnetization create in the trip coil 6 an electrical current from the summation current transformer 7 is recorded. If this current exceeds a certain predetermined threshold value, the residual current release 8th the mechanical switching element 4 controlled, which then the current flow between the current input 2 and the current output 3 interrupts. The functionality of the RCD 1 can be done by pressing the test button 10 and changing the magnetization of the toroid 5 through the test coil 9 determine.

Nachteilig an der oben beschriebenen Anordnung ist, dass sich bei Anschluss mehrerer Verbraucher an den Stromausgang 3 die jeweiligen Fehlerströme addieren. Selbst wenn jeder der angeschlossenen Verbraucher ordnungsgemäß funktioniert, entsteht durch Addition vieler kleiner, für sich vernachlässigbarer Fehlerströme ein großer Gesamt-Fehlerstrom, der den Fehlerstrom-Schwellenwert des FI-Schalters 1 leicht übersteigen kann und zu einer Unterbrechung der Stromzufuhr führt.A disadvantage of the arrangement described above is that when several consumers are connected to the current output 3 add the respective fault currents. Even if each of the connected consumers functions properly, the addition of many small, negligible fault currents results in a large total fault current, which is the fault current threshold value of the RCD 1 can easily exceed and lead to an interruption of the power supply.

Ähnliche Effekte können durch die Verwendung von Verlängerungskabeln zwischen dem Stromausgang 3 und den elektrischen Verbrauchern entstehen, wobei hier insbesondere die Querisolation und die Länge des Kabels eine Rolle spielen. Ferner tragen Entstörmittel, die asymmetrische Störgrößen gegen das Gehäuse des jeweiligen Verbrauchers kapazitiv ableiten, zu einer Erhöhung der Fehlerströme bei. Problematisch bei Anschluss mehrerer Verbraucher an den FI-Schalter 1 ist weiterhin, dass durch magnetische Sättigung des Ringkerns 5, die durch einen Teil der angeschlossenen Verbraucher bewirkt werden kann (z. B. durch Addition mehrerer Differenzstrom-Gleichstromanteile), der FI-Schalter 1 unempfindlich gegenüber weiteren Fehlerströmen und damit unempfindlich gegenüber eventuell auftretenden "wirklichen" Fehlerströmen bei den Verbrauchern wird. Damit könnte der FI-Schalter 1 im schlimmsten Fall seine Schutzfunktion verlieren.Similar effects can be achieved by using extension cables between the power outlet 3 and the electrical consumers arise, the cross insulation and the length of the cable in particular play a role here. Interference suppression devices, which capacitively derive asymmetrical disturbances against the housing of the respective consumer, also contribute to an increase in the fault currents. Problematic when connecting several consumers to the FI switch 1 is further that due to magnetic saturation of the toroid 5 , which can be caused by some of the connected consumers (e.g. by adding several residual current direct current components), the RCD 1 becomes insensitive to other fault currents and thus insensitive to any "real" fault currents that may arise in the consumer. So that the FI switch 1 in worst case, lose its protective function.

Um die oben genannten Probleme zu umgehen, ist es möglich, für jeden elektrischen Verbraucher einen eigenen FI-Schalter vorzusehen, was jedoch die Kosten erhöht und umständlich ist.To the above problems too deal, it is possible for each electrical consumers to provide their own FI switch what however the cost increases and cumbersome is.

Dokument WO 90/07214 A1 offenbart eine Fehlerstromschutzanordnung für elektrische Verbraucher, die einen Stromeingang, eine Mehrzahl von mit dem Stromeingang verbundenen Stromausgängen zur Stromversorgung von daran angeschlossenen Verbrauchern, und eine Auslöseeinrichtung zum Abschalten des Stromflusses zwischen dem Stromeingang und den damit verbundenen Stromausgängen aufweist. Die Auslöseeinrichtung ist zwischen den Stromeingang und die Stromausgänge geschaltet.Document WO 90/07214 A1 is disclosed a residual current device for electrical consumers, the one current input, a plurality of connected to the current input current outputs to supply power to connected consumers, and a release device for Switching off the current flow between the current input and the thus connected current outputs having. The trigger device is connected between the current input and the current outputs.

Dokument US 5,426,553 A offenbart eine Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit, die mit mehreren Fehlerstromdedektoreinrichtungen verbunden ist, die an jeweiligen Stromausgängen eine hinsichtlich Betrag und Fließrichtung aller zwischen dem jeweiligen Stromausgang und damit verbundenen Verbrauchern fließenden Einzelströmen repräsentative Stromsumme erfassen, ein zur erfassten Stromsumme proportionales Fehlerstromsignal erzeugen und das erzeugte Fehlerstromsignal der Fehlestromsingal-Verarbeitungseinheit zuführen.document US 5,426,553 A discloses a fault current signal processing unit which is connected to a plurality of fault current detector devices which, at respective current outputs, detect a sum of current representative of the magnitude and direction of flow of all the individual currents flowing between the respective current output and the consumers connected to them, generate a fault current signal proportional to the detected sum of current, and the fault current signal generated from the fault current signal - Feed processing unit.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe ist es, eine Schutzvorrichtung für elektrische Verbraucher anzugeben, bei der trotz geringer Kosten ein ver besserter Schutz der Benutzer beim Betrieb der Verbraucher gewährleistet ist.The basis of the invention The task is to specify a protective device for electrical consumers, which, despite the low cost, improves user protection guaranteed in the operation of consumers is.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schutzvorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen bzw. Weiterbildungen der Erfindung finden sich in der Beschreibung oder in abhängigen Ansprüchen.This object is achieved by a Protection device solved according to claim 1. Advantageous configurations or further developments of the invention can be found in the description or in dependent Claims.

Bei der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung sind einem Stromeingang mehrere Stromausgänge zugeordnet, an die jeweils ein oder mehrere Verbraucher angeschlossen werden können. Vorzugsweise wird an jeden Stromausgang ein einziger Verbraucher angeschlossen. An jedem der Stromausgänge ist eine Fehlerstromdetektoreinrichtung vorgesehen, die die Stromsumme aller zwischen dem jeweiligen Stromausgang und den damit verbundenen Verbrauchern fließenden Einzelströmen erfasst. Unter Stromsumme wird hier – wie bereits erläutert – die Differenz zwischen der Summe aller vom Stromausgang zu den daran angeschlossenen Verbrauchern hinfließenden Einzelströme und der Summe aller von den Verbrauchern zum Stromausgang zurückfließenden Einzelströme verstanden. Die Stromsumme berücksichtigt somit Betrag und Fließrichtung der jeweiligen Einzelströme. Sie ist im Idealfall Null, wenn keine Fehlerströme auftreten. Jede der Fehlerstromdetektoreinrichtungen erzeugt ein Fehlerstromsignal, das der am jeweiligen Stromausgang erfassten Stromsumme proportional ist und einer gemeinsamen Auslöseeinrichtung zugeführt wird, die mit jeder der Fehlerstromdetektoreinrichtungen verbunden ist. In Abhängigkeit der einzelnen Fehlerstromsignale, die von den verschiedenen Fehlerstromdetektoreinrichtungen der Auslöseeinrichtung zugeführt werden, wird der Stromfluss zwischen dem Stromeingang und den Stromausgängen unterbrochen, beispielsweise durch ein Relais.In the protective device according to the invention are assigned to one current input several current outputs, each to the one or more consumers can be connected. Preferably a single consumer is connected to each current output. At each of the current outputs a fault current detector device is provided, the current sum all between the respective current output and the associated Flowing to consumers Individual flows recorded. Current sum here - how already explained - the difference between the sum of all of the current output to those connected to it Flowing to consumers individual streams and the sum of all individual flows flowing back from the consumers to the current output. The current sum is taken into account thus amount and direction of flow of the individual streams. Ideally, it is zero if no fault currents occur. Each of the leakage current detection devices generates a fault current signal that is detected at the respective current output Current sum is proportional and a common tripping device supplied which is connected to each of the leakage current detection devices is. Dependent on of the individual fault current signals from the different fault current detector devices are fed to the release device, the current flow between the current input and the current outputs is interrupted, for example by a relay.

Durch Vorsehen einer "eigenen" Fehlerstromdetektoreinrichtung an jedem Stromausgang ist es möglich, die angeschlossenen Verbraucher bzw. jeden Stromausgang einzeln auf mögliche Fehlerströme zu überwachen, was das Problem der Addition kleiner Fehlerströme verschiedener Verbraucher vollständig beseitigt. Um diesbezüglich gute Resultate zu erzielen, wird vorzugsweise an jeden Stromausgang nur ein elektrischer Verbraucher angeschlossen. Die einzelnen Fehlerstromdetektoreinrichtungen arbeiten unabhängig voneinander; insbesondere kann jede der Fehlerstromdetektoreinrichtungen "autark" die Unterbrechung des Stromflusses zwischen dem Stromeingang und den Stromausgängen bewirken.By providing an "own" residual current detector device at each current output it is possible the connected consumers or each current output individually on possible fault currents to monitor which completely eliminates the problem of adding small leakage currents from different consumers. To do this To achieve good results is preferred at each current output only one electrical consumer connected. The individual residual current detector devices work independently from each other; in particular, each of the fault current detector devices can "self-sufficient" the interruption of the current flow between the current input and the current outputs.

Ein weiterer Vorteil ist, dass im Falle einer magnetischen Sättigung einer der Fehlerstromdetektoreinrichtungen diese zwar keine Fehlerströme mehr erkennt und damit den daran angeschlossenen Verbraucher nicht mehr schützt, aber alle anderen Verbraucher, die über separate Fehlerstromdetektoreinrichtungen überwacht werden, weiterhin geschützt bleiben, da aufgrund der autarken Arbeitsweise die restlichen Fehlerstromdetektoreinrichtungen von der magnetischen Sättigung unbeeinflusst bleiben.Another advantage is that in In case of magnetic saturation one of the fault current detector devices no longer has fault currents recognizes and therefore no longer the connected consumer protects but all other consumers, which are monitored via separate residual current detector devices are still protected remain because of the autonomous mode of operation the remaining residual current detector devices from magnetic saturation remain unaffected.

Die erfindungsgemäße Schutzvorrichtung ermöglicht es, für mehrere Verbraucher eine gemeinsame Auslöseeinrichtung zu verwenden, was Baukosten sowie benötigten Bauraum deutlich reduziert. Vorzugsweise wird die Unterbrechung des Stromflusses dann durch die gemeinsame Auslöseeinrichtung initiiert, wenn auch nur eines der ihr zugeführten Fehlerstromsignale einen vorgebbaren Schwellenwert überschreitet. Jedoch können Fehlerstromsignalen unterschiedlicher Fehlerstromdetektoreinrichtungen auch jeweils unterschiedliche Schwellenwerte zugeordnet werden, womit auf individuelle Ausgestaltungen einzelner elektrischer Verbraucher eingegangen werden kann. Beispielsweise wird die Auslöseeinrichtung so ausgestaltet, dass sie erkennt, von welcher Fehlerstromdetektoreinrichtung ein zugeführtes Fehlerstromsignal stammt, und dementsprechend das Fehlerstromsignal unterschiedlich bewertet. Der Stromfluss wird also nur dann unterbrochen, wenn das Fehlerstromsignal einen individuellen, ihm "zugewiesenen" Schwellenwert überschreitet.The protective device according to the invention makes it possible for many Consumer a common triggering device to use, which significantly reduces construction costs and the space required. Preferably the interruption of the current flow is then due to the common Trigger device initiated, even if only one of the fault current signals fed to it predeterminable threshold value. However, can Residual current signals from different residual current detector devices too different threshold values are assigned, with which to individual designs of individual electrical consumers can be received. For example, the trigger device designed so that it recognizes which fault current detector device a supplied fault current signal originates, and accordingly the fault current signal different rated. The current flow is only interrupted if that Fault current signal exceeds an individual, "assigned" threshold value.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Auslöseeinrichtung einen gemeinsamen Unterbrecher zur Unterbrechung des Stromflusses und einen Auslöser auf, wobei der Auslöser weiterhin in mehrere, voneinander unabhängige Auslöseuntereinheiten aufgeteilt sein kann. Im Falle der Aufteilung des Auslöses in mehrere Auslöseuntereinheiten ist jede der Auslöseuntereinheiten mit dem gemeinsamen Unterbrecher und mit einer der Fehlerstromdetektoreinrichtungen verbunden. Jede der Auslöseuntereinheiten ist in der Lage, in Abhängigkeit der ihr zugeführten Fehlerstromsignale ein Unterbrechungssignal zu erzeugen und dieses dem Unterbrecher zuzuführen, worauf dieser den Stromfluss unterbricht. Überschreitet beispielsweise nur eines der zugeführten Fehlerstromsignale einen vordefinierten Schwellenwert, so wird durch die entsprechende Auslöseuntereinheit mittels Erzeugung eines Unterbrechungssignals die Unterbrechung des Stromflusses bewirkt. Vorzugsweise arbeitet jede Auslö seuntereinheit auf Basis eines "eigenen" Fehlerstromsignal-Schwellenwertes, womit auf die individuelle Ausgestaltung der einzelnen elektrischen Verbraucher eingegangen werden kann.In a preferred embodiment the release device a common breaker to interrupt the current flow and a trigger on, with the trigger continue to be divided into several independent trip sub-units can be. In case the trip is divided into several trip sub-units is each of the trip sub-units with the common breaker and with one of the residual current detection devices connected. Each of the trip sub-units is able to depend the fed to her Residual current signals to generate an interrupt signal and this to the interrupter, whereupon this interrupts the current flow. For example, exceeds only one of the supplied Residual current signals have a predefined threshold value the corresponding trip sub-unit the interruption by generating an interrupt signal of the current flow. Preferably, each trigger sub-unit works based on an "own" residual current signal threshold value, with which on the individual design of the individual electrical Consumers can be received.

Bei einer weiteren Ausführungsform, bei der der Auslöser nicht in Auslöseuntereinheiten aufgeteilt ist, weist die Auslöseeinrichtung neben dem Auslöser und dem Unterbrecher eine vorzugsweise elektronische Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit auf. Diese im Zusammenhang mit DI-Schaltern bekannte Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit ist mit sämtlichen Fehlerstromdetektoreinrichtungen verbunden, wertet die von den unterschiedlichen Fehlerstromdetektoreinrichtungen zugeführten Fehlerstromsignale aus und erzeugt in Abhängigkeit davon ein gemeinsames Abschaltsignal, mit dem der "gemeinsame" Auslöser beaufschlagt wird, der seinerseits ein Unterbrechungssignal erzeugt, und mit diesem den Unterbrecher beaufschlagt. In dieser Variante sind also die verschiedenen Auslöseuntereinheiten der ersten Variante ersetzt durch die Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit und den gemeinsamen Auslöser.In another embodiment, at which the trigger not in trip subunits is divided, the trigger device next to the trigger and the interrupter a preferably electronic residual current signal processing unit on. This fault current signal processing unit known in connection with DI switches is with all Fault current detector devices connected, evaluates those of the different Residual current detector devices supplied residual current signals and generated depending including a common shutdown signal that is applied to the "common" trigger which in turn generates an interrupt signal and with this applies the interrupter. So in this variant they are different trip sub-units the first variant replaced by the residual current signal processing unit and the common trigger.

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:These and other features and advantages the invention are described below with reference to the figures explained in more detail. It demonstrate:

1 eine erfindungsgemäße Schutzvorrichtung für elektrische Verbraucher; und 1 a protective device according to the invention for electrical consumers; and

2 einen Fehlerstrom-Schutzschalter gemäß dem Stand der Technik. 2 a residual current circuit breaker according to the prior art.

1 zeigt eine Schutzvorrichtung 30, die einen Stromeingang 31 aufweist, der durch einen Neutralleiter 32, einen L1-Leiter 33, einen L2-Leiter 34 und einen L3-Leiter 35 gebildet wird. Die Schutzvorrichtung weist einen Unterbrecher 36, mehrere Stromausgänge (gezeigt sind ein erster bis vierter Stromausgang 37 bis 40), mehrere Fehlerstromdetektoreinrichtungen (gezeigt ist eine erste bis vierte Fehlerstromdetektoreinrichtung 41 bis 44), eine vorzugsweise elektronische Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit 45 und einen Auslöser 46 auf. 1 shows a protective device 30 that have a current input 31 has by a neutral conductor 32 , an L1 conductor 33 , an L2 conductor 34 and an L3 leader 35 is formed. The protection device has an interrupter 36 , several current outputs (first to fourth current outputs are shown 37 to 40 ), a plurality of residual current detector devices (a first to fourth residual current detector device is shown 41 to 44 ), a preferably electronic residual current signal processing unit 45 and a trigger 46 on.

Jeder der Stromausgänge weist einen Neutralleiter, einen L1-Leiter, einen L2-Leiter und einen L3-Leiter auf, die über den Unterbrecher 36 mit entsprechenden Leitern am Stromeingang 31 trennbar verbunden sind.Each of the current outputs has a neutral conductor, an L1 conductor, an L2 conductor and an L3 conductor, which are connected via the interrupter 36 with appropriate conductors at the current input 31 are separably connected.

Jede der Fehlerstromdetektoreinrichtungen 41 bis 44 weist ein Ringelement 471 bis 474 aus magnetisierbarem Material auf. Die jeweiligen N-, L1-, L2- und L3-Leiter der Stromausgänge 37 bis 40 durchsetzen das zugehörige Ringelement 471 bis 474 . Um die Ringelemente 471 bis 474 ist jeweils eine Sensorspule 481 bis 484 gewickelt, die eine jeweilige Magnetisierung der Ringelemente 471 bis 474 erfasst und ein dazu korrespondierendes Fehlerstromsignal an die Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit 45 weiterleitet, die mit den jeweiligen Sensorspulen 481 bis 484 über jeweils getrennte Signalleitungen verbunden ist. Jede der Fehlerstromdetektoreinrichtungen 41 bis 44 weist zudem eine Testvorrichtung 491 bis 494 auf, über die die ordnungsgemäße Funktion der Fehlerstromdetektoreinrichtungen 41 bis 44 getestet werden kann.Each of the leakage current detection devices 41 to 44 has a ring element 47 1 to 47 4 made of magnetizable material. The respective N, L1, L2 and L3 conductors of the current outputs 37 to 40 enforce the associated ring element 47 1 to 47 4 , To the ring elements 47 1 to 47 4 is a sensor coil 48 1 to 48 4 wrapped, the respective magnetization of the ring elements 47 1 to 47 4 detected and a corresponding fault current signal to the fault current signal processing unit 45 forwards that with the respective sensor coils 48 1 to 48 4 is connected via separate signal lines. Each of the leakage current detection devices 41 to 44 also has a test device 49 1 to 49 4 on the proper functioning of the residual current detection devices 41 to 44 can be tested.

Die Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit 45, die in Zusammenhang mit DI-Schaltern bekannt ist, ist mit dem Auslöser 46 verbunden, der seinerseits an den Unterbrecher 36 gekoppelt ist. Im Betriebszustand ist der Stromeingang 31 über einen jeweils die einzelnen Leiter koppelnden Schalter 50 des Unterbrechers 36 mit den Stromausgängen 37 bis 40 verbunden. Bevorzugt ist an jedem der Stromausgänge 37 bis 40 jeweils ein Verbraucher angeschlossen. Tritt bei einem der Verbraucher ein Fehlerstrom auf, so wird dies am entsprechenden Stromausgang 37 bis 40 in der jeweiligen Fehlerstromdetektoreinrichtung 41 bis 44 in bekannter Weise erfasst, ein entsprechendes Fehlerstromsignal erzeugt und dieses der Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit 45 zuführt. Die Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit 45 erzeugt ein gemeinsames Abschaltsignal, welches den Auslöser 46 beaufschlagt. Das gemeinsame Abschaltsignal wird gegebenenfalls in Abhängigkeit von verschiedenen Fehlerstrom-Schwellenwerten, die den einzelnen Fehlerstromdetektoreinrichtungen zugeordnet sind, erzeugt. Der Auslöser 46 erzeugt seinerseits ein Unterbrechungssignal, mit dem der Unterbrecher 36, beispielsweise ein Relais, beaufschlagt wird. Bei Vorliegen eines Unterbrechungssignals wird der Stromfluss zwischen dem Stromeingang 31 und den Stromausgängen 37 bis 40 durch den Schalter 50 unterbrochen.The residual current signal processing unit 45 That is known in connection with DI switches is with the trigger 46 connected, which in turn to the breaker 36 is coupled. The current input is in the operating state 31 via a switch coupling the individual conductors 50 the breaker 36 with the current outputs 37 to 40 connected. It is preferred at each of the current outputs 37 to 40 one consumer each connected. If a fault current occurs at one of the consumers, this is done at the corresponding current output 37 to 40 in the respective fault current detector device 41 to 44 detected in a known manner, a corresponding fault current signal generated and this the fault current signal processing unit 45 supplies. The residual current signal processing unit 45 generates a common shutdown signal which is the trigger 46 applied. The common shutdown signal is optionally generated as a function of various residual current threshold values which are assigned to the individual residual current detector devices. The trigger 46 in turn generates an interrupt signal with which the breaker 36 , for example a relay, is applied. If there is an interrupt signal, the current flow between the current input 31 and the current outputs 37 to 40 through the switch 50 interrupted.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung sind die hohe Einsatzsicherheit bei Betrieb mehrerer Verbraucher an einer einzigen Fehlerstrom-Schutzvorrichtung sowie Kostenersparnis bei Anlagen, die durch eine einzige Fehlerstrom-Schutzvorrichtung abgesichert werden müssen. Des Weiteren ist es möglich, die Entwicklung "allstromsensitiver" Schutzvorrichtungen zu vermeiden.The advantages of the protective device according to the invention are the high degree of operational reliability when several consumers are operated on a single residual current protective device and cost savings in systems which have to be protected by a single residual current protective device. Furthermore, it is possible to develop the "all-current sensitivity to avoid "protective devices.

Claims (5)

Schutzvorrichtung (30) für elektrische Verbraucher, mit – einem Stromeingang (31), – einer Mehrzahl von mit dem Stromeingang (31) verbundenen Stromausgängen (37 bis 40) zur Stromversorgung von daran angeschlossenen Verbrauchern, und – einer Auslöseeinichtung (36, 45, 46) zum Abschalten des Stromflusses zwischen dem Stromeingang (31) und den damit verbundenen Stromausgängen (37 bis 40), wobei – an den Stromausgängen (37 bis 40) jeweils eine mit der Auslöseeinrichtung (36, 45, 46) verbundene Fehlerstromdetektoreinrichtung (41 bis 44) vorgesehen ist, mittels der eine hinsichtlich Betrag und Fließrichtung aller zwischen dem jeweiligen Stromausgang (37 bis 40) und damit verbundenen Verbrauchern fließenden Einzelströmen repräsentative Stromsumme erfasst, ein zur erfassten Stromsumme proportionales Fehlerstromsignal erzeugt, und das erzeugte Fehlerstromsignal der Auslöseeinrichtung (36, 45, 46) zugeführt wird, wobei – die Auslöseeinrichtung (36, 45, 46) den Stromfluss unterbricht, wenn eines der ihr von den jeweiligen Fehlerstromdetektoreinrichtungen (41 bis 44) zugeführten Fehlerstromsignale einen vorgebbaren Fehlerstromsignal-Schwellenwert überschreitet.Protective device ( 30 ) for electrical consumers, with - a current input ( 31 ), - a plurality of with the current input ( 31 ) connected current outputs ( 37 to 40 ) for the power supply of consumers connected to it, and - a triggering device ( 36 . 45 . 46 ) to switch off the current flow between the current input ( 31 ) and the associated current outputs ( 37 to 40 ), - at the current outputs ( 37 to 40 ) one with the release device ( 36 . 45 . 46 ) connected residual current detector device ( 41 to 44 ) is provided, by means of which, in terms of amount and flow direction, all between the respective current output ( 37 to 40 ) and associated consumers flowing individual currents detected representative current sum, generates a fault current signal proportional to the detected current sum, and the generated fault current signal of the triggering device ( 36 . 45 . 46 ) is supplied, whereby - the triggering device ( 36 . 45 . 46 ) interrupts the flow of current if one of the devices from the respective residual current detector ( 41 to 44 ) supplied fault current signals exceeds a predeterminable fault current signal threshold. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung einen Auslöser (45, 46) und einen damit verbundenen Unterbrecher (36) aufweist, wobei mit dem Unterbrecher, initiiert durch ein vom Auslöser (45, 46) erzeugtes, den Unterbrecher beaufschlagendes Unterbrechungssignal, der Stromfluss zwischen dem Stromeingang (31) und den Stromausgängen (37 bis 40) unterbochen werden kann.Protective device ( 30 ) according to claim 1, characterized in that the triggering device has a trigger ( 45 . 46 ) and an associated breaker ( 36 ), whereby with the interrupter, initiated by a from the trigger ( 45 . 46 ) generated interrupt signal acting on the interrupter, the current flow between the current input ( 31 ) and the current outputs ( 37 to 40 ) can be interrupted. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslöser (45, 46) mehrere Auslöseuntereinheiten aufweist, die jeweils mit einer der Fehlerstromdetektoreinrichtungen (37 bis 40) und dem Unterbrecher (36) verbunden sind, wobei in Abhängigkeit von dem der jeweiligen Auslöseuntereinheit zugeführten Fehlerstromsignal mittels jeder der Auslöseuntereinheiten ein Unterbrechungssignal erzeugt werden kann.Protective device ( 30 ) according to claim 2, characterized in that the trigger ( 45 . 46 ) has several tripping sub-units, each with one of the residual current detector devices ( 37 to 40 ) and the interrupter ( 36 ) are connected, an interruption signal being able to be generated by means of each of the tripping subunits as a function of the fault current signal supplied to the respective tripping subunit. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Auslöseeinrichtung eine mit dem Auslöser (46) und mehreren der Fehlerstromdetektoreinrichtungen (41 bis 44) verbundene Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit (45) aufweist, wobei mittels der Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit (45) in Abhängigkeit von Fehlerstromsignalen unterschiedlicher Fehlerstromdetektoreinrichtungen (37 bis 40) ein gemeinsames Abschaltsignal erzeugt und dem Auslöser (46) zugeführt werden kann, der das Unterbrechungssignal in Abhängigkeit von dem gemeinsamen Abschaltsignal erzeugt und dem Unterbrecher zuführt.Protective device ( 30 ) according to claim 2, characterized in that the triggering device with the trigger ( 46 ) and several of the residual current detection devices ( 41 to 44 ) connected residual current signal processing unit ( 45 ), whereby the fault current signal processing unit ( 45 ) depending on residual current signals from different residual current detector devices ( 37 to 40 ) generates a common shutdown signal and the trigger ( 46 ) can be supplied, which generates the interrupt signal as a function of the common shutdown signal and supplies it to the interrupter. Schutzvorrichtung (30) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fehlerstromsignal-Verarbeitungseinheit (45) eine elektronische Verarbeitungseinheit ist.Protective device ( 30 ) according to claim 4, characterized in that the fault current signal processing unit ( 45 ) is an electronic processing unit.
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