DE102015004541A1 - Residual current device with additional tripping function - Google Patents
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Abstract
Bei einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung für Stromleitungen umfassende elektrische Netze mit zumindest einem Summenstromwandler mit einer elektrisch nachfolgend angeordneten Auswerteschaltung und einem damit elektrisch verschalteten Auslöserelais, eine mit dem Auslöserelais mechanisch verkoppelte Schaltmechanik zum Öffnen von in zumindest zwei überwachten Stromleitungen angeordneten Schaltkontakten, zumindest eine mit den überwachten Stromleitungen elektrisch verschaltete Netzteilschaltung und als Bestandteile einer Not-Aus-Einrichtung ausgeführte Anschlussleitungen und zumindest ein damit elektrisch in Reihe verschaltetes Betätigungselement, ist vorgesehen, dass sie zudem zumindest eine elektronische Steuerschaltung für die Not-Aus-Einrichtung hat, die elektrisch leitend mit den Anschlussleitungen, mit der Netzteilschaltung und mit dem Auslöserelais verschaltet ist.In a fault current protection device for power lines comprehensive electrical networks with at least one summation current transformer with an electrically downstream evaluation circuit and thus electrically connected trip relay, a mechanically coupled to the trigger relay switching mechanism for opening arranged in at least two monitored power lines switch contacts, at least one with the monitored Power lines electrically connected power supply circuit and designed as components of an emergency stop device connecting lines and at least one electrically connected in series actuator is provided that it also has at least one electronic control circuit for the emergency stop device, the electrically conductive with the connecting lines , is connected to the power supply circuit and to the tripping relay.
Description
Die Erfindung betrifft eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung für Stromleitungen umfassende elektrische Netze mit zumindest einem Summenstromwandler mit einer elektrisch nachfolgend angeordneten Auswerteschaltung und einem damit elektrisch verschalteten Auslöserelais, eine mit dem Auslöserelais mechanisch verkoppelte Schaltmechanik zum Öffnen von in zumindest zwei überwachten Stromleitungen angeordneten Schaltkontakten, zumindest eine mit den überwachten Stromleitungen elektrisch verschaltete Netzteilschaltung und als Bestandteile einer Not-Aus-Einrichtung ausgeführte Anschlussleitungen und zumindest ein damit elektrisch in Reihe verschaltetes Betätigungselement.The invention relates to a residual current device for power lines comprehensive electrical networks with at least one summation current transformer with an electrically downstream evaluation circuit and thus electrically connected trip relay, a mechanically coupled to the trigger relay switching mechanism for opening arranged in at least two monitored power lines switch contacts, at least one with The monitored power lines electrically connected power supply circuit and designed as components of an emergency stop device connecting cables and at least one electrically connected in series with this actuator.
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen dienen vorzugsweise zum Schutz gegen elektrischen Schlag sowie zum Schutz gegen elektrisch gezündete Brände in elektrischen Anlagen und sind im Stand der Technik bekannt. Sie weisen zur Erfassung von Wechselfehlerströmen zumindest einen Summenstromwandler auf, durch den die zu überwachenden Stromleitungen geführt sind. Die vektorielle Summe der Ströme in den zu überwachenden Stromleitungen wird vom Summenstromwandler erfasst und stellt ein Maß für den Fehlerstrom dar. Dem Summenstromwandler ist elektrisch nachfolgend eine Auswerteschaltung mit zugeordnetem Auslöserelais angeordnet, welches bei Überschreiten eines zulässigen Fehlerstromgrenzwertes über eine Schaltmechanik ein Öffnen der in den zu überwachenden Stromleitungen angeordneten Schaltkontakte bewirkt, wodurch im Fehlerfall eine sichere Trennung einer nachfolgenden elektrischen Anlage vom versorgenden Stromnetz gewährleistet ist. Diese Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen vom Typ AC, A oder F gewinnen ihre zur Auslösung erforderliche elektrische Energie nur aus dem Fehlerstrom. Sie sind zur Erfassung von Wechselfehlerströmen und pulsierenden Gleichfehlerströmen der Bemessungsfrequenz geeignet.Residual current protective devices are preferably used to protect against electric shock and to protect against electrically ignited fires in electrical systems and are known in the art. To detect alternating fault currents, they have at least one summation current transformer through which the power lines to be monitored are routed. The vectorial sum of the currents in the power lines to be monitored is detected by the summation current transformer and represents a measure of the fault current. The summation current transformer is electrically downstream an evaluation arranged with associated release relay, which on exceeding a permissible residual current limit on a switching mechanism opening the in the zu monitoring current leads arranged switching contacts, which ensures a safe separation of a subsequent electrical system from the supplying power supply in case of failure. These type AC, A or F residual current protective devices obtain their electrical energy required for tripping only from the residual current. They are suitable for detecting AC fault currents and pulsating DC residual currents of the rated frequency.
Des Weiteren sind Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen zur Erfassung von glatten Gleichfehlerströmen sowie pulsierenden Gleichfehlerströmen und Wechselfehlerströmen über einen weiten Frequenzbereich bekannt. Diese auch als allstromsensitive Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen (Typ B, Typ B+) bekannten Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen gewinnen die zur Erfassung von glatten Gleichfehlerströmen erforderliche Energie aus einer der zu überwachenden elektrischen Anlage speisenden Wechselspannung eines Niederspannungssystems (in Deutschland üblicherweise 230/400 V). Dazu wandelt eine interne Netzteilschaltung die an den Anschlussklemmen der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung anliegende Wechselspannung in eine Gleichspannung von mehreren Volt um. Diese Gleichspannung wird zur Erfassung und Auswertung von glatten Gleichfehlströmen benötigt.Furthermore, residual current protective devices are known for detecting smooth DC residual currents as well as pulsating DC residual currents and AC fault currents over a wide frequency range. These residual current protective devices, which are also known as all-current-sensitive residual current protective devices (Type B, Type B +), obtain the energy required to detect smooth DC residual currents from one of the low voltage system's (in Germany usually 230/400 V) AC voltage fed to the electrical system to be monitored. For this purpose, an internal power supply circuit converts the AC voltage applied to the terminals of the residual current protective device into a DC voltage of several volts. This DC voltage is needed to detect and evaluate smooth DC currents.
Fehlerstrom-Schutzscheinrichtungen weisen eine integrierte Prüfeinrichtung auf. Sie dient dazu, die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung in regelmäßigen Abständen zu überprüfen. Die Prüfeinrichtung ist mit zwei Anschlussklemmen der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung elektrisch verbunden und besteht üblicherweise aus einer Wicklung eines Summenstromwandlers sowie aus einem Betätigungselement und einem elektrischen Widerstand, welche alle elektrisch in Reihe miteinander verbunden sind. Der Wert des Widerstandes sowie die Anzahl der Windungen der Wicklung bestimmen die Höhe des Prüfstromes. Bei Betätigen des i. d. R. als Prüftaste bezeichneten Betätigungselements fließt ein Wechselstrom durch die Wicklung des Summenstromwandlers und bewirkt eine Auslösung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung.Residual current protection devices have an integrated test device. It is used to check the residual current device at regular intervals. The test device is electrically connected to two terminals of the residual current device and usually consists of a winding of a summation current transformer and an actuator and an electrical resistance, which are all electrically connected in series with each other. The value of the resistance as well as the number of turns of the winding determine the height of the test current. When pressing the i. d. R. as a test button called actuator flows an alternating current through the winding of the summation current transformer and causes a tripping of the residual current device.
Aus dem Stand der Technik sind Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen bekannt, welche mit zusätzlich integrierten Funktionen ausgestattet sind. Eine dieser zusätzlich integrierten Funktionen dient dazu, eine Not-Ausschaltung zu realisieren. Diese zusätzliche Funktion bewirkt eine Auslösung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung unabhängig vom Vorhandensein eines Fehlerstromes. Insbesondere bei allstromsensitiven Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen vom Typ B oder Typ B+ kann eine zusätzlich integrierte Funktion zur Realisierung einer Not-Ausschaltung vorteilhaft sein, da solche Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen oft im Industriebereich oder in Laboren bzw. Experimentierstätten verwendet werden, wo üblicherweise auch Einrichtungen zur Not-Ausschaltung vorzusehen sind.From the prior art residual current protective devices are known, which are equipped with additional integrated functions. One of these additional integrated functions is used to implement an emergency shutdown. This additional function triggers the residual current device regardless of the presence of a fault current. Especially with all-current-sensitive type B or B + type residual current protective devices, an additional integrated function for realizing an emergency stop can be advantageous, since such residual current protective devices are often used in industrial areas or in laboratories or experimental facilities, where usually emergency equipment is also used. Be provided for elimination.
Schaltgeräte für Not-Aus-Einrichtungen müssen Trenneigenschaften haben, wie z. B. Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen. Not-Aus-Einrichtungen müssen aus sicherheitsrelevanten Gründen so ausgeführt sein, dass ihre Betätigungselemente als Öffner ausgeführt sind. Zum Trennen der zu schützenden elektrischen Anlage werden üblicherweise Schaltgeräte mit Unterspannungsauslösung verwendet. Im normalen Zustand fließt somit immer ein elektrischer Strom durch die Betätigungselemente und die damit elektrisch verschalteten Anschlussleitungen sowie auch durch ein Schaltgerät mit Unterspannungsauslösung. Die Anschlussleitungen können je nach Anwendung durchaus Längen im Bereich von 100 m erreichen und werden üblicherweise parallel zu Netzleitungen oder anderen stromführenden Leitungen durchaus in den gleichen Kabelkanälen installiert bzw. verlegt. Für einen zuverlässigen Betrieb einer Not-Aus-Einrichtung, insbesondere der Schaltkontakte der Betätigungselemente, sind Ströme von mindestens einigen Milliampere üblich. Die Betätigungselemente können dabei alle in Reihe miteinander verschaltet sein. Wird nun eines dieser Betätigungselemente betätigt, wird der Stromfluss unterbrochen.Switchgear for emergency stop devices must have separation properties, such. B. Residual current protective devices. Emergency stop devices must be designed for safety-relevant reasons so that their actuators are designed as NC. To disconnect the electrical system to be protected usually switching devices are used with undervoltage release. In the normal state, therefore, an electric current always flows through the actuating elements and the connection lines electrically connected therewith, as well as through a switching device with undervoltage release. Depending on the application, the connecting cables can reach lengths in the range of 100 m and are usually installed or installed parallel to mains cables or other live cables in the same cable ducts. For a reliable operation of an emergency stop device, in particular the switching contacts of the actuators, currents of at least a few milliamperes are common. The actuators can all be interconnected in series. Will be one of these Operated actuators, the flow of current is interrupted.
In den meisten Anwendungsfällen ist es vorteilhaft, wenn die Not-Aus-Einrichtung nur eine sichere Trennung der zu schützenden elektrischen Anlage vom speisenden Netz bewirkt, wenn eines der Betätigungselemente betätigt wird. Eine Trennung soll dagegen nicht erfolgen, wenn eine Betriebsspannungsunterbrechung vorliegt.In most applications, it is advantageous if the emergency stop device only causes a safe separation of the electrical system to be protected from the feeding network when one of the actuators is actuated. On the other hand, a disconnection should not take place if there is an operating voltage interruption.
In
Nachteilig ist hier jedoch die dauerhaft hohe und in Wärme umgewandelte Verlustleistung des elektrischen Widerstandes aufgrund eines permanenten Stromflusses, wobei die hohe Verlustleistung ursächlich durch die hohe Spannung an den Anschlussklemmen der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung bewirkt wird. Wie zuvor erwähnt, beträgt diese Spannung in Deutschland üblicherweise 230 bzw. 400 V.The disadvantage here, however, the permanently high and heat-converted power loss of the electrical resistance due to a permanent current flow, the high power loss is caused causally by the high voltage at the terminals of the residual current device. As mentioned above, this voltage in Germany is usually 230 or 400 V.
Eine zuverlässige Not-Aus-Einrichtung sollte zudem so ausgeführt sein, dass eine einwandfreie Funktion über einen weiten Betriebsspannungsbereich gewährleistet ist. Diesbezüglich müsste somit eine einwandfreie Funktion ab einer für den menschlichen Körper gefährlichen Berührspannung bis hin zur Bemessungsspannung gewährleistet sein. Bei 50 Hz – Wechselspannungsnetzen beträgt die gefährliche Berührspannung 50 V. Die Bemessungsspannung liegt üblicherweise bei 230 V oder 400 V. Somit wäre auch bei einer Spannung von nur 50 V ein ausreichend hoher Strom durch die Wicklung des Summenstromwandlers erforderlich, so dass eine sichere Auslösung erfolgen kann, wenn ein Betätigungselement der Not-Aus-Einrichtung betätigt würde. Während des normalen Betriebes bei Bemessungsspannung wäre die Verlustleistung daher sehr hoch. Diese Verlustleistung bewirkt eine unvorteilhafte Erwärmung einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung.A reliable emergency stop device should also be designed so that proper operation over a wide operating voltage range is ensured. In this respect, a proper function from a dangerous to the human body touch voltage up to the rated voltage would thus be guaranteed. For 50 Hz AC systems, the dangerous contact voltage is 50 V. The rated voltage is usually 230 V or 400 V. Thus, even at a voltage of only 50 V, a sufficiently high current through the winding of the summation current transformer would be required so that a safe tripping occurs can, if an actuator of the emergency stop device would be operated. During normal operation at rated voltage, the power loss would therefore be very high. This power loss causes unfavorable heating of a residual current device.
Nachteilig ist auch, dass die Anschlussleitungen und die damit in Reihe verschalteten Betätigungselemente einer Not-Aus-Einrichtung direkt mit einer Wicklung des Summenstromwandlers elektrisch verschaltet sind, so dass aufgrund der weiter oben beschriebenen weiteren parallel verlegten stromführenden Leitungen auf einer größeren Länge, unerwünschte in kapazitiver als auch in induktiver Weise in die Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung eingekoppelten Störströme den Summenstromwandler in unvorteilhafter Weise durchfluten. Diese Durchflutung kann zu unerwünschten Auslösungen der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung oder auch zu negativen Auswirkungen auf das Auslöseverhalten der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung führen. Beispielsweise können unerwünscht eingekoppelte hochfrequente Störströme in den Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung zu einer Erhöhung der Auslöseschwelle der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung führen.Another disadvantage is that the connection lines and thus connected in series actuators an emergency stop device are electrically connected directly to a winding of the summation current transformer, so that due to the further described above parallel laid live lines on a greater length, unwanted in capacitive as well as inductive manner in the connection lines of the emergency stop device coupled interference currents flow through the summation current transformer in unfavorable manner. This flooding can lead to unwanted tripping of the residual current device or to negative effects on the tripping behavior of the residual current device. For example, unwanted coupled high-frequency interference currents in the connection lines of the emergency stop device can lead to an increase in the tripping threshold of the residual current device.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung der eingangs genannten Gattung aufzuzeigen, welche eine zusätzliche elektronische Steuerschaltung zur Realisierung einer Not-Ausschaltung aufweist, die so ausgestaltet ist, dass eine zuverlässige Funktion über einen weiten Betriebsspannungsbereich gewährleistet ist und keine unerwünschte Auslösung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung durch die Unterbrechung der Betriebsspannung stattfindet und dass die Anschlussleitungen einer Not-Aus-Einrichtung nicht direkt mit einer Wicklung des Summenstromwandlers elektrisch verschaltet sind und wobei diese elektronische Steuerschaltung eine besonders niedrige elektrische Verlustleistung aufweist, um eine unvorteilhafte Erwärmung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung zu vermeiden und wobei diese elektronische Steuerschaltung eine deutlich erhöhte Störfestigkeit gegenüber in den Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung eingekoppelten Störströme aufweist, so dass eine unerwünschte Beeinflussung des Auslöseverhaltens der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung verhindert wird.The invention is therefore an object of the invention to provide a residual current device of the type mentioned, which has an additional electronic control circuit for realizing an emergency stop, which is designed so that a reliable function over a wide operating voltage range is guaranteed and no unwanted tripping the fault current protective device takes place due to the interruption of the operating voltage and that the connection lines of an emergency stop device are not electrically connected directly to a winding of the summation current transformer and said electronic control circuit has a particularly low electrical power loss to unfavorable heating of the residual current device to avoid and wherein this electronic control circuit has a significantly increased immunity to interference in the connection lines of the emergency stop device coupled interference currents, so that s an undesirable influence on the tripping behavior of the residual current device is prevented.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved by a residual current device according to
In vorteilhafter Weise kann die von der integrierten Netzteilschaltung einer allstromsensitiven Fehlerstrom-Schutzeinrichtung vom Typ B oder B+ bereitgestellte Gleichspannung von mehreren Volt für eine zusätzliche elektronische Steuerschaltung zur Realisierung einer Not-Ausschaltung genutzt werden. Integrierte Netzteilschaltungen von allstromsensitiven Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen sind oft als effiziente Schaltnetzteile ausgeführt. Diese Netzteilschaltungen können so ausgeführt werden, dass sie für einen sehr weiten Betriebsspannungsbereich geeignet sind. Erfindungsgemäß kann die zusätzliche elektronische Steuerschaltung zur Realisierung einer Not-Ausschaltung in besonders einfacher Weise aus nur drei elektronischen Bauteilen bestehen. Diese Schaltungsanordnung wird mit der vom integrierten Netzteil bereitgestellten Gleichspannung gespeist und ist mit dem Auslöserelais der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung sowie mit den externen Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung elektrisch verschaltet. Die elektronischen Bauteile lassen sich in SMD-Ausführung platzsparend vorteilhaft auf bereits vorhandenen Leiterplatten in der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung montieren.Advantageously, the DC voltage of several volts provided by the integrated power supply circuit of a universal current-sensitive residual current protective device of type B or B + can be used for an additional electronic control circuit for realizing an emergency shutdown. Integrated power supply circuits of AC-sensitive residual current protective devices are often designed as efficient switching power supplies. These power supply circuits can be designed so that they are suitable for a very wide operating voltage range. According to the invention, the additional electronic control circuit for realizing an emergency shutdown in a particularly simple manner consist of only three electronic components. This circuit is supplied with the DC voltage provided by the integrated power supply and is electrically connected to the tripping relay of the residual current device and to the external connection lines of the emergency stop device. The electronic components can be mounted in SMD design to save space on existing circuit boards in the residual current device.
Aufgrund der niedrigen Gleichspannung (üblicherweise im Bereich von 12–24 V) kann bei gleichem erforderlichem Strom in den Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung ein deutlich niederohmiger Widerstand verwendet werden. Dadurch ist die dauerhafte Verlustleistung in vorteilhafter Weise mindestens um den Faktor 10 kleiner. Aufgrund des niederohmigen Widerstandes wird zudem eine kapazitive Einkopplung von Störströmen in die Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung erheblich minimiert.Due to the low DC voltage (usually in the range of 12-24 V) can be used with the same required current in the connection lines of the emergency stop device, a significantly low resistance. As a result, the permanent power loss is advantageously at least a factor of 10 smaller. Due to the low resistance, a capacitive coupling of interference currents in the connection lines of the emergency stop device is also significantly minimized.
Eine direkte elektrische Verschaltung der Not-Aus-Einrichtung mit dem Summenstromwandler der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung besteht in vorteilhafter Weise nicht. Somit kann auch der Summenstromwandler der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung nicht mit einem in den Stromkreis der Not-Aus-Einrichtung eingekoppelten unerwünschten Störstrom beaufschlagt werden. Eine unerwünschte Beeinflussung des Auslöseverhaltens der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung kann diesbezüglich nicht erfolgen.A direct electrical connection of the emergency stop device with the summation current transformer of the residual current device does not exist in an advantageous manner. Thus, the summation current transformer of the residual current protective device can not be acted upon by an unwanted interference current coupled into the circuit of the emergency stop device. An undesirable influence on the tripping behavior of the residual current device can not take place in this regard.
Stattdessen wirkt die erfindungsgemäße elektronische Steuerschaltung zur Realisierung einer Not-Ausschaltung unmittelbar auf das Auslöserelais einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung. Bei Betätigung eines Betätigungselementes der Not-Aus-Einrichtung erfolgt ein Stromfluss durch das Auslöserelais, welches eine sofortige Abschaltung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung bewirkt. Das Auslöserelais ist sowohl mit der Auswerteschaltung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung als auch über einen ersten elektrischen Widerstand mit dem Kollektor eines Transistors, welche beide Bestandteile der erfindungsgemäßen Schaltung sind, leitend verschaltet. Der Emitter des Transistors ist mit der positiven Gleichspannung der in der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung integrierten Netzteilschaltung verschaltet. Die Basis des Transistors ist über einen zweiten elektrischen Widerstand, welcher Bestandteil der erfindungsgemäßen Schaltung ist, mit der negativen Gleichspannung der Netzteilschaltung verschaltet. Dieser elektrische Widerstand bestimmt die Höhe des Stromes, welcher in den Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung fließt. Die Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung sind mit der positiven Gleichspannung der Netzteilschaltung und mit der Basis des Transistors verschaltet. Somit ist die Basis über die Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung und die darin verschalteten als Öffner ausgeführten Betätigungselemente direkt mit der positiven Gleichspannung verschaltet, wodurch sich der Transistor im gesperrten Zustand befindet. Bei Betätigung eines Betätigungselementes der Not-Aus-Einrichtung wird der Stromfluss in den Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung unterbrochen und es erfolgt nun ein Stromfluss über den zweiten Widerstand durch die Basis des Transistors, so dass sich dieser im leitenden Zustand befindet. Es erfolgt nun ein Stromfluss über den Kollektor, welcher mit dem ersten Widerstand und dem Auslöserelais leitend verschaltet ist, so dass das Auslöserelais eine Auslösung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung bewirkt. Befindet sich der Transistor im gesperrten Zustand, so bildet er über seinen Kollektor und dem in Reihe verschalteten ersten Widerstand eine extrem hochohmige Verbindung zum Auslöserelais. Dieses ist besonders vorteilhaft, weil dadurch die ebenfalls am Auslöserelais elektrisch verschaltete Auswerteschaltung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung nicht negativ in ihrer Funktionsweise beeinflusst wird. Gemäß einschlägigen Produktnormen darf eine in einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung zusätzlich integrierte Funktion die Basisfunktion einer Fehlerstrom-Funktion nicht beeinträchtigen.Instead, the electronic control circuit according to the invention for realizing an emergency shutdown acts directly on the release relay of a residual current device. Upon actuation of an actuating element of the emergency stop device, a current flow through the trip relay, which causes an immediate shutdown of the residual current device. The trip relay is connected both to the evaluation circuit of the residual current protective device as well as a first electrical resistance to the collector of a transistor, which are both components of the circuit according to the invention, conductive. The emitter of the transistor is connected to the positive DC voltage of the power supply circuit integrated in the residual current protective device. The base of the transistor is connected via a second electrical resistance, which is part of the circuit according to the invention, with the negative DC voltage of the power supply circuit. This electrical resistance determines the amount of current flowing in the connection lines of the emergency stop device. The connection lines of the emergency stop device are connected to the positive DC voltage of the power supply circuit and to the base of the transistor. Thus, the base is connected directly to the positive DC voltage via the connection lines of the emergency stop device and the actuators connected therein as opener, whereby the transistor is in the locked state. Upon actuation of an actuating element of the emergency stop device, the current flow in the connection lines of the emergency stop device is interrupted and there is now a current flow through the second resistor through the base of the transistor, so that it is in the conducting state. There is now a current flow through the collector, which is connected in a conducting manner with the first resistor and the tripping relay, so that the tripping relay effects tripping of the residual current protective device. If the transistor is in the locked state, it forms an extremely high-impedance connection to the tripping relay via its collector and the first resistor connected in series. This is particularly advantageous because it also does not adversely affect the operation of the fault current protection device also electrically connected to the tripping relay evaluation circuit of the residual current device. According to relevant product standards, an additional function integrated in a residual current device must not impair the basic function of a residual current function.
In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die in der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung integrierte Netzteilschaltung so ausgeführt ist, dass diese für einen weiten Betriebsspannungsbereich vorgesehen ist. Dieser Betriebsspannungsbereich erstreckt sich von einer für den menschlichen Körper gefährlichen Berührspannung bis hin zur Bemessungsspannung. Bei 50 Hz – Wechselspannungsnetzen beträgt die gefährliche Berührspannung 50 V. Die Bemessungsspannung liegt üblicherweise bei 230 V oder 400 V. Die maximale untere Betriebsspannungsgrenze der integrierten Netzteilschaltung wird somit durch die gefährliche Berührspannung von 50 V gebildet.In a first embodiment of the invention, it is provided that the power supply circuit integrated in the residual current protective device is configured such that it is provided for a wide operating voltage range. This operating voltage range extends from a dangerous to the human body touch voltage up to the rated voltage. For 50 Hz AC networks, the dangerous contact voltage is 50 V. The rated voltage is usually 230 V or 400 V. The maximum lower operating voltage limit of the integrated power supply circuit is thus formed by the dangerous contact voltage of 50 V.
In einer ersten Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Tiefpassfilter mindestens erster Ordnung elektrisch so mit der erfindungsgemäßen Schaltung verschaltet ist, dass in die Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung unerwünscht eingekoppelte Störströme in vorteilhafter Weise nicht die bestimmungsgemäße Funktion zur Realisierung einer Not-Ausschaltung beeinträchtigen. Dazu ist eine Kapazität mit dem zweiten Widerstand parallel verschaltet und ein dritter Widerstand ist in Reihe zu den Anschlussleitungen der Not-Aus-Einrichtung elektrisch verschaltet.In a first embodiment of the invention, it is provided that a low-pass filter of at least first order is electrically interconnected with the circuit according to the invention that undesired interference currents undesirably coupled into the connection lines of the emergency-off device do not advantageously serve the intended function of realizing an emergency switch-off affect. For this purpose, a capacitor is connected in parallel with the second resistor and a third resistor is electrically connected in series with the connection lines of the emergency stop device.
Eine nächste Weiterbildung der Erfindung sieht zur weiteren Erhöhung der Störfestigkeit gegenüber eingekoppelten Störströmen vor, dass zumindest eine Zener-Diode in Reihe zur Basis des Transistors elektrisch verschaltet ist und dass ein vierter Widerstand von der Basis zum Emitter des Transistors elektrisch verschaltet ist. Dadurch wird in vorteilhafter Weise die Spannung, bei welcher der Transistor vom gesperrten in den leitenden Zustand wechselt, höher und somit auch der Störabstand deutlich erhöht.A next development of the invention provides for further increasing the interference immunity against coupled interference currents that at least one Zener diode is electrically connected in series with the base of the transistor and that a fourth Resistor is electrically connected from the base to the emitter of the transistor. As a result, the voltage at which the transistor changes from the blocked state to the conductive state becomes higher, and thus the signal-to-noise ratio is also increased significantly.
In einer weiteren Ausgestaltung ist vorgesehen, dass ein optisches Anzeigeelement den Schaltstellungszustand der Betätigungselemente der Not-Aus-Einrichtung anzeigt. Dieses Anzeigeelement kann vorzugsweise in die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung integriert werden. Zeigt die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung eine Ausgelöst-Schaltstellung an und das optische Anzeigeelement leuchtet, so kann in vorteilhafter Weise daraus geschlossen werden, dass die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung nicht aufgrund eines Fehlerstromes ausgelöst wurde. Das optische Anzeigeelement kann in einfacher Weise elektrisch in Reihe zum Auslöserelais verschaltet werden. Bevorzugt ist das optische Anzeigeelement als Leuchtdiode ausgeführt. Der zur Auslösung des Auslöserelais benötigte Strom ist in vorteilhafter Weise ausreichend für eine gute Sichtbarkeit der Leuchtdiode, so dass keine weiteren Bauteile erforderlich sind, welche die Helligkeit einer Leuchtdiode bestimmen.In a further embodiment it is provided that an optical display element indicates the switching position state of the actuating elements of the emergency stop device. This display element can preferably be integrated in the residual current device. If the residual current protective device indicates a tripped switch position and the optical display element lights up, then it can be concluded in an advantageous manner that the residual current device was not triggered due to a fault current. The optical display element can be connected in a simple manner electrically in series with the tripping relay. Preferably, the optical display element is designed as a light emitting diode. The current required to trip the tripping relay is advantageously sufficient for good visibility of the light-emitting diode, so that no further components are required which determine the brightness of a light-emitting diode.
Eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit einer zusätzlichen erfindungsgemäßen elektronischen Schaltung zur Realisierung einer Not-Ausschaltung mit sich weiter ergebenden erfinderischen Merkmalen ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:A residual current device with an additional electronic circuit according to the invention for realizing an emergency stop with further resulting inventive features is shown in the drawings. Show it:
Die Fehlerstrom-Schutzeinrichtung (
Die zur Realisierung einer Not-Ausschaltung vorgesehene erfindungsgemäße elektronische Steuerschaltung (
Die beiden Anschlussleitungen (
Wird das Betätigungselement (
Zudem zeigt
Des Weiteren zeigt
Alle in der vorstehenden Beschreibung und in den Ansprüchen genannten Merkmale sind in einer beliebigen Auswahl mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs kombinierbar. Die Offenbarung der Erfindung ist somit nicht auf die beschriebenen bzw. beanspruchten Merkmalskombinationen beschränkt, vielmehr sind alle im Rahmen der Erfindung sinnvollen Merkmalskombinationen als offenbart zu betrachten.All the features mentioned in the preceding description and in the claims can be combined in any selection with the features of the independent claim. The disclosure of the invention is thus not limited to the described or claimed combinations of features, but all meaningful combinations of features within the scope of the invention are to be regarded as disclosed.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 68913464 [0008] DE 68913464 [0008]
- DE 102005034464 [0008] DE 102005034464 [0008]
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68913464T2 (en) | 1988-12-23 | 1994-06-01 | Abb Elettrocondutture Spa | Emergency remote opener, especially for differential switches. |
| DE19736220A1 (en) * | 1997-08-20 | 1999-02-25 | Siemens Ag | Fault-current protection device e.g. for protecting against electrocution from touching electrical equipment |
| DE19818054A1 (en) * | 1998-04-22 | 1999-10-28 | Siemens Ag | Protective switching device especially difference current (DI) protective circuit-breaker |
| DE19818055A1 (en) * | 1998-04-22 | 1999-10-28 | Siemens Ag | Protective difference current (DI) circuit breaker with power switch for protecting electrical plant from fault currents |
| DE102005034644A1 (en) | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Siemens Ag | Residual current circuit breaker with additional release switch |
| WO2012110279A1 (en) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | Shakira Limited | Electromechanical relay circuit |
-
2015
- 2015-04-08 DE DE102015004541.5A patent/DE102015004541A1/en active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE68913464T2 (en) | 1988-12-23 | 1994-06-01 | Abb Elettrocondutture Spa | Emergency remote opener, especially for differential switches. |
| DE19736220A1 (en) * | 1997-08-20 | 1999-02-25 | Siemens Ag | Fault-current protection device e.g. for protecting against electrocution from touching electrical equipment |
| DE19818054A1 (en) * | 1998-04-22 | 1999-10-28 | Siemens Ag | Protective switching device especially difference current (DI) protective circuit-breaker |
| DE19818055A1 (en) * | 1998-04-22 | 1999-10-28 | Siemens Ag | Protective difference current (DI) circuit breaker with power switch for protecting electrical plant from fault currents |
| DE102005034644A1 (en) | 2005-07-25 | 2007-02-01 | Siemens Ag | Residual current circuit breaker with additional release switch |
| WO2012110279A1 (en) * | 2011-02-15 | 2012-08-23 | Shakira Limited | Electromechanical relay circuit |
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