DE102018200714A1 - Residual current circuit breaker and method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter für einen Niederspannungsstromkreis, aufweisend:- mehrere Leiter eines zu schützenden Niederspannungsstromkreises, die durch Kontakte öffenbar bzw. schließbar sind,- eine Mechanik zum Öffnen und Schließen der Kontakte,- einen mit der Mechanik verbundenen Haltemagnet-Auslöser, zum Öffnen der Kontakte,- einen ersten Summenstromwandler, dessen Primärseite durch die Leiter gebildet ist und der eine erste Sekundärwicklung aufweist,- eine erste Verbindung zwischen ersten Anschluss der ersten Sekundärwicklung und ersten Anschluss des Haltemagnet-Auslösers,- eine zweite Verbindung zwischen zweiten Anschluss der ersten Sekundärwicklung und zweiten Anschluss des Haltemagnet-Auslösers,- einen zweiten Summenstromwandler, dessen Primärseite ebenfalls durch die Leiter gebildet ist und der eine zweite Sekundärwicklung aufweist,- eine mit der zweiten Sekundärwicklung verbundenen Auswerteeinheit, mit mindestens zwei Ausgängen, bei der ein erster Ausgang mit dem ersten Anschluss und ein zweiter Ausgang mit dem zweiten Anschluss des Haltemagnet-Auslösers verbunden ist. Die erste oder zweite Verbindung weist einen Schaltkontakt auf.The invention relates to a residual current circuit breaker for a low-voltage circuit, comprising: a plurality of conductors of a low-voltage circuit to be opened and closed by contacts, a mechanism for opening and closing the contacts, a holding magnet trigger connected to the mechanism for opening the contacts, - a first summation current transformer whose primary side is formed by the conductors and which has a first secondary winding, - a first connection between the first terminal of the first secondary winding and the first terminal of the holding magnet release, - a second connection between the second terminal of the first secondary winding and second terminal of the holding magnet release, - a second summation current transformer whose primary side is likewise formed by the conductors and which has a second secondary winding, - an evaluation unit connected to the second secondary winding, with at least two outputs a first output is connected to the first terminal and a second output is connected to the second terminal of the holding magnet release. The first or second connection has a switching contact.
Description
Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter für einen Niederspannungsstromkreis nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren für einen Fehlerstromschutzschalter für einen Niederspannungsstromkreis nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 8.The invention relates to a residual current circuit breaker for a low-voltage circuit according to the preamble of
Fehlerstromschutzschalter für elektrische Stromkreise, insbesondere für Niederspannungsstromkreise bzw. -anlagen, sind allgemein bekannt. Fehlerstromschutzschalter werden auch als FI-Schutzschalter bzw. Residual Current Devices bezeichnet, kurz RCD.Residual current circuit breakers for electrical circuits, in particular for low-voltage circuits or systems, are well known. Residual current circuit breakers are also referred to as residual current circuit breakers or residual current devices, in short RCD.
Mit Niederspannung sind Spannungen bis 1000 Volt Wechselspannung oder/und 1500 Volt Gleichspannung gemeint. Mit Niederspannung sind insbesondere Spannungen gemeint, die größer als die Kleinspannung, mit Werten von 25 Volt oder 50 Volt Wechselspannung sowie 60 Volt oder 120 Volt Gleichspannung sind.By low voltage is meant voltages up to 1000 volts AC or / and 1500 volts DC. By low voltage is meant in particular voltages that are greater than the low voltage, with values of 25 volts or 50 volts AC and 60 volts or 120 volts DC.
Mit Stromkreisen, insbesondere für Niederspannung, sind Stromkreise für Ströme bis zu 6300 Ampere gemeint, spezieller Ströme bis zu 1600 Ampere, 1200 Ampere, 630 Ampere, 125 Ampere oder 63 Ampere. Mit den genannten Stromwerten sind insbesondere Nenn- oder/und Abschaltströme gemeint, d.h. der Strom der im Normalfall maximal über den Stromkreis geführt wird bzw. bei denen der elektrische Stromkreis üblicherweise unterbrochen wird, beispielsweise durch eine Schutzeinrichtung, wie einem Leitungsschutzschalter oder einem Leistungsschalter.
Fehlerstromschutzschalter werden insbesondere für Nennstrombereiche von bzw. bis zu 16, 25, 40, 63, 80 oder 125 Ampere eingesetzt.By circuits, especially for low voltage, are meant circuits for currents up to 6300 amps, more specifically currents up to 1600 amperes, 1200 amps, 630 amps, 125 amperes or 63 amps. In particular, rated or / and turn-off currents are meant by the named current values, ie the current that is normally conducted across the circuit or in which the electrical circuit is usually interrupted, for example by a protective device such as a circuit breaker or a circuit breaker.
Residual current circuit breakers are used in particular for rated current ranges of up to 16, 25, 40, 63, 80 or 125 amperes.
Fehlerstromschutzschalter ermitteln die Stromsumme in einem elektrischen Stromkreis, die im Normalfall null ist, und unterbrechen bei Überschreiten eines Differenzstromwertes, d.h. einer Stromsumme von ungleich null, die einen bestimmten (Differenz-)Stromwert respektive Fehlerstromwert übersteigt, den elektrischen Stromkreis.Residual current circuit breakers detect the current sum in an electrical circuit, which is normally zero, and interrupt when a difference current value, i. a non-zero current sum exceeding a certain (differential) current value or fault current value, the electrical circuit.
Fast alle bisherigen Fehlerstromschutzschalter weisen einen Summenstromwandler auf, dessen Primärwicklung durch die Leiter des Stromkreises gebildet wird und dessen Sekundärwicklung die Stromsumme abgibt, welche direkt oder indirekt zur Unterbrechung des elektrischen Stromkreises verwendet wird.Almost all previous residual current circuit breakers have a summation current transformer, whose primary winding is formed by the conductor of the circuit and whose secondary winding discharges the current sum, which is used directly or indirectly to interrupt the electrical circuit.
Hierzu sind zwei oder mehr Leiter, meist Hin- und Rückleiter bzw. Außen- und Neutralleiter in einem Einphasenwechselstrom-Netz, alle drei Außenleiter oder alle drei Außenleiter und der Neutralleiter bei einem Dreiphasenwechselstromnetz, durch einen, meist einen ringförmigen Kern aus ferromagnetischen Material aufweisenden, Stromwandler geführt. Gewandelt wird nur der Differenzstrom, d.h. ein von Hin- und Rückstrom abweichender Strom, aus den Leitern. Üblicherweise, d.h. im fehlerfreien bzw. fehlerlosen Zustand, ist die Stromsumme in einem elektrischen Stromkreis gleich null. So können Fehlerströme erkannt werden.For this purpose, two or more conductors, usually forward and return conductors or external and neutral conductors in a single-phase AC network, all three outer conductor or all three outer conductor and the neutral conductor in a three-phase AC network, by one, usually having an annular core of ferromagnetic material, Current transformer led. Only the differential current is converted, i. a current deviating from outward and return current, from the conductors. Usually, i. In the faultless or faultless state, the current sum in an electrical circuit is equal to zero. So fault currents can be detected.
Fließt beispielsweise energiesenkenseitig bzw. verbraucherseitig ein Strom gegen Erde ab, so wird in diesem Zusammenhang von einem Fehlerstrom gesprochen. Ein Fehlerfall liegt beispielsweise dann vor, wenn eine elektrische Verbindung von einem Phasenleiter des elektrischen Stromkreises zur Erde existiert. Beispielsweise, wenn eine Person den Phasenleiter berührt. Dann fließt ein Teil des elektrischen Stromes nicht wie üblich über den Neutralleiter bzw. Nullleiter zurück, sondern über die Person und die Erde. Dieser Fehlerstrom kann nun mit Hilfe des Summenstromwandlers erfasst werden, da die betragsmäßig erfasste Summe aus zufließenden und zurückfließenden Strom ungleich Null ist. Über ein Relais bzw. einen Haltemagnet-Auslöser, beispielsweise mit verbundener Mechanik, wird eine Unterbrechung des Stromkreises, z.B. mindestens einer, eines Teils oder aller Leitungen bewirkt. Fehlerstromschutzschalter zur Erfassung von Wechselfehlerströmen sind allgemein aus der Druckschrift
Die Hauptfunktion von Fehlerstromschutzschaltern ist Personen vor elektrischen Strömen (elektrischer Schlag) zu schützen, sowie Anlagen, Maschinen oder Gebäude vor Brand durch elektrische Isolationsfehler.The main function of residual current circuit breakers is to protect persons from electrical currents (electric shock), as well as equipment, machinery or buildings from fire due to electrical insulation faults.
Wenn der Fehlerstromschutzschalter bzw. dessen Summenstromwandler so ausgebildet ist, dass die sekundärseitige Energie zur Betätigung einer Auslöseeinheit bzw. einer Unterbrechungseinheit bzw. eines Auslösers ausreicht, dann nennt man derartige Fehlerstromschutzschalter netzspannungsunabhängig; andernfalls netzspannungsabhängig.If the residual current circuit breaker or its summation current transformer is designed such that the secondary-side energy is sufficient for actuating a trip unit or an interrupt unit or a trigger, then such residual current circuit breaker is called mains voltage independent; otherwise mains voltage dependent.
In der Regel sind Fehlerstromschutzschalter netzspannungsunabhängig aufgebaut.As a rule, residual current circuit breakers are constructed independent of mains voltage.
Ist ein Netzteil zur Energieversorgung einer Fehlerstromerkennung vorgesehen, so handelt es sich um netzspannungsabhängige Fehlerstromschutzschalter. Diese sind beispielsweise erforderlich, um Fehlerströme in Gleichspannungsnetzen sowie gemischten Gleich/Wechselstromnetzen bzw. bei Stromkreisen mit hohen Frequenzen zu erkennen.If a power supply is provided for supplying power to a fault current detection, then it is mains-voltage-dependent fault current circuit breaker. These are required, for example, to detect fault currents in DC voltage networks as well as mixed DC / AC networks or in circuits with high frequencies.
Ein Fehlerstromschutzschalter besteht im Wesentlichen aus den Funktionsgruppen Summenstromwandler, Auslöseschaltkreis, Haltemagnet-Auslöser, Mechanik und Kontakte. Ferner ist in der Regel ein Prüfstromkreis mit Prüftaste und Prüfwiderstand vorgesehen. Die Funktionsfähigkeit des Fehlerstromschutzschalters bzw. der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung lässt sich über die Prüftaste kontrollieren.A fault current circuit breaker consists essentially of the function groups summation current transformer, trip circuit, holding magnet Triggers, mechanics and contacts. Furthermore, a test circuit with test button and test resistor is usually provided. The functionality of the residual current circuit breaker or residual current device can be checked using the test button.
Fehlerstromschutzschalter gibt es in unterschiedlichen Typen, die durch Buchstaben bzw. Buchstabenkombinationen bezeichnet werden, wie AC, A, F, G, K, S, B, B+. Jeder Typ erfasst eine bestimmte Art von Fehlerströmen. Aktuell sind Fehlerstromschutzschalter 2-polig für Phasen- und Neutralleiter (L+N), 3-polig für drei Phasenleiter (
Beispielsweise erfassen Typ
Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen des Typs
Für Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen des Typs
Neuerdings gibt es Fehlerstromschutzschalter mit einem netzspannungsunabhängigen und einem netzspannungsabhängigen Teil innerhalb eines Gerätes. Beispielsweise können Geräte des Typs
Problematisch ist einerseits, wenn ein vorliegender Fehlerstrom nicht zur Auslösung bzw. Unterbrechung des Stromkreises führt, andererseits wenn eine unerwünschte Frühauslösung erfolgt.One problem is on the one hand, if an existing fault current does not lead to tripping or interruption of the circuit, on the other hand, if an unwanted premature trip takes place.
Bei Anlagen mit Frequenzumrichtern soll, neben dem Schutz gegen
Gerade bei
Especially at
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Fehlerstromschutzschalter der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere eine Frühauslösung zu vermeiden.Object of the present invention is to improve a residual current circuit breaker of the type mentioned, in particular to avoid premature release.
Diese Aufgabe wird durch einen Fehlerstromschutzschalter mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 8 gelöst.This object is achieved by a residual current circuit breaker with the features of
Erfindungsgemäß ist ein Fehlerstromschutzschalter für einen Niederspannungsstromkreis vorgesehen, aufweisend:
- - mehrere Leiter (mit mehrere Leiter sind mindestens zwei Leiter gemeint) eines zu schützenden Niederspannungsstromkreises, die durch Kontakte öffenbar bzw. schließbar sind,
- - eine Mechanik zum Öffnen und (oder) Schließen der Kontakte,
- - einen mit der Mechanik verbundenen Haltemagnet-Auslöser, zum Öffnen der Kontakte,
- - einen ersten Summenstromwandler, dessen Primärseite durch die Leiter gebildet ist und der eine erste Sekundärwicklung aufweist,
- - eine erste Verbindung zwischen ersten Anschluss der ersten Sekundärwicklung und ersten Anschluss des Haltemagnet-Auslösers,
- - eine zweite Verbindung zwischen zweiten Anschluss der ersten Sekundärwicklung und zweiten Anschluss des Haltemagnet-Auslösers,
- - einen zweiten Summenstromwandler, dessen Primärseite ebenfalls durch die Leiter gebildet ist und der eine zweite Sekundärwicklung aufweist,
- - eine mit der zweiten Sekundärwicklung verbundenen Auswerteeinheit, mit mindestens zwei Ausgängen, bei der ein erster Ausgang mit dem ersten Anschluss und ein zweiter Ausgang mit dem zweiten Anschluss des Haltemagnet-Auslösers verbunden ist.
- a plurality of conductors (with several conductors are meant at least two conductors) of a low-voltage circuit to be protected, which can be opened or closed by contacts,
- a mechanism for opening and (or) closing the contacts,
- a holding magnet release connected to the mechanism, for opening the contacts,
- a first summation current transformer whose primary side is formed by the conductors and which has a first secondary winding,
- a first connection between the first terminal of the first secondary winding and the first terminal of the holding magnet release,
- a second connection between the second terminal of the first secondary winding and the second terminal of the holding magnet release,
- a second summation current transformer whose primary side is likewise formed by the conductors and which has a second secondary winding,
- - An evaluation unit connected to the second secondary winding, having at least two outputs, wherein a first output to the first terminal and a second output to the second terminal of the holding magnet release is connected.
Die erste oder (und) zweite Verbindung weist einen Schaltkontakt auf.The first or (and) second connection has a switching contact.
Dies hat den Vorteil, dass ein Detektionskreis, insbesondere ein Detektionskreis mit großem Detektionstoleranzband, abgeschaltet werden kann. This has the advantage that a detection circuit, in particular a detection circuit with a large detection tolerance band, can be switched off.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erhält die Auswerteeinheit eine Energieversorgung durch mindestens einen Teil der Leiter, beispielsweise durch ein Netzteil, insbesondere Schaltnetzteil.In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation unit receives a power supply through at least part of the conductors, for example by a power supply, in particular switching power supply.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache Energieversorgung zur Verfügung steht, so dass ein netzspannungsunabhängiger und ein netzspannungsabhängiger Detektionskreis realisierbar ist.This has the particular advantage that a simple power supply is available, so that a mains voltage-independent and a mains voltage-dependent detection circuit can be realized.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weisen die Verbindungen zwischen erster Sekundärwicklung und Haltemagnet-Auslöser eine Speicherschaltung auf.In an advantageous embodiment of the invention, the connections between the first secondary winding and holding magnet release on a memory circuit.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Energie des ersten Summenstromwandlers bei Vorliegen von Fehlerströmen gespeichert wird, und bei Erreichen eines Schwellwertes die komplette Energie auf den Haltemagnet-Auslöser gegeben wird, um eine sichere Auslösung des Fehlerstromschutzschalters zu erreichen.This has the particular advantage that the energy of the first summation current transformer is stored in the presence of fault currents, and when a threshold value is reached, the complete energy is applied to the holding magnet release in order to achieve safe triggering of the residual current circuit breaker.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Auswerteeinheit einen Mikroprozessor auf.In an advantageous embodiment of the invention, the evaluation unit has a microprocessor.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache mikroprozessorgestützte Auswertung ermöglicht wird, die vielfältige Funktionen ermöglicht.This has the particular advantage that a simple microprocessor-based evaluation is made possible, which allows a variety of functions.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Auslöseansteuerung vorgesehen ist, die insbesondere Teil der Auswerteeinheit ist.In an advantageous embodiment of the invention, a trigger control is provided, which is in particular part of the evaluation unit.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine sichere Auslösung in einem Fehlerstromschutzschalter ermöglicht wird.This has the particular advantage that a safe triggering in a residual current circuit breaker is made possible.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Schaltkontakt ein Öffner, der durch die Auswerteeinheit betätigbar ist.In an advantageous embodiment of the invention, the switching contact is an opener which can be actuated by the evaluation unit.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass beim Einschalten des Fehlerstromschutzschalters bzw. Zuschalten der Spannung auf die Leiter des Niederspannungsstromkreises beide Detektionskreise aktiv sind. Erst bei voller Verfügbarkeit des zweiten Detektionskreises, beispielsweise des netzspannungsabhängigen Detektionskreises, der durch eine Energieversorgung eine höhere Genauigkeit, d.h. ein genaueres Detektionstoleranzband aufweisen kann, wird der erste Detektionskreis abgeschaltet.This has the particular advantage that both detection circuits are active when switching on the residual current circuit breaker or connecting the voltage to the conductors of the low-voltage circuit. Only at full availability of the second detection circuit, for example, the mains voltage-dependent detection circuit, which by a power supply, a higher accuracy, i. may have a more accurate detection tolerance band, the first detection circuit is turned off.
Erfindungsgemäß wird ferner ein korrespondierendes Verfahren für einen Fehlerstromschutzschalter für einen Niederspannungsstromkreis mit mehreren Leitern beansprucht, bei dem:
- - ein erster und ein zweiter Detektionskreis vorgesehen ist,
- - jeder Detektionskreis einen Differenzstrom der Leiter ermittelt,
- - bei Überschreitung eines Differenzstromschwellwertes (insbesondere eines Detektionskreises) ein Auslösesignal zu den Anschlüssen eines Haltemagnet-Auslösers zur Unterbrechung der Leiter des Niederspannungsstromkreises gesendet wird,
- - dass bei Vorliegen der Funktionalität des zweiten Detektionskreises der erste Detektionskreis inaktiv geschaltet wird.
- a first and a second detection circuit are provided,
- each detection circuit determines a differential current of the conductors,
- if a differential current threshold value (in particular of a detection circuit) is exceeded, a trigger signal is sent to the terminals of a holding magnet release for interrupting the conductors of the low-voltage circuit,
- - That when the functionality of the second detection circuit of the first detection circuit is switched inactive.
Insbesondere ist der erste Detektionskreis ein netzspannungsunabhängiger und der zweite Detektionskreis ein netzspannungsabhängiger Detektionskreis.In particular, the first detection circuit is a mains voltage-independent and the second detection circuit is a mains voltage-dependent detection circuit.
Alle Ausgestaltungen, sowohl in abhängiger Form rückbezogen auf den Patentanspruch 1 bzw. 8, als auch rückbezogen lediglich auf einzelne Merkmale oder Merkmalskombinationen von Patentansprüchen, bewirken eine Verbesserung eines Fehlerstromschutzschalters, insbesondere zur Vermeidung von Fehl- oder Frühauslösungen.All embodiments, both dependent on dependent on the
Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden.The described characteristics, features and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments, which will be explained in connection with the drawing.
Dabei zeigt die Zeichnung:
-
1 eine erste Darstellung eines Fehlerstromschutzschalters, -
2 eine zweite Darstellung eines Fehlerstromschutzschalters, -
3 eine dritte Darstellung eines Fehlerstromschutzschalters, -
4 eine vierte Darstellung eines Fehlerstromschutzschalters, -
5 eine fünfte Darstellung eines Fehlerstromschutzschalters, -
6 eine sechste Darstellung eines Fehlerstromschutzschalters.
-
1 a first representation of a residual current circuit breaker, -
2 a second illustration of a residual current circuit breaker, -
3 a third representation of a residual current circuit breaker, -
4 a fourth representation of a residual current circuit breaker, -
5 a fifth representation of a residual current circuit breaker, -
6 a sixth representation of a residual current circuit breaker.
- -
mehrere Eingangsanschlüsse 1 ,3 ,5 , NE, für den energiequellenseitigen Anschluss des Fehlerstromschutzschalters an eine Energiequelle, beispielsweise einen Niederspannungsstromkreis bzw. ein Niederspannungsnetz; - -
mehrere Ausgangsanschlüsse 2 ,4 ,6 ,NA für den energiesenkenseitigen Anschluss des Fehlerstromschutzschalters an eine Energiesenke, beispielsweise einen Verbraucher; - - mehrere Leiter
L1 ,L2 ,L3 ,N eines zu schützenden Niederspannungsstromkreises, wobei ein erster LeiterL1 zwischen erstem Eingangsanschluss1 und ersten Ausgangsanschluss2 geschaltet ist, dito ein zweiter LeiterL2 zwischen zweitem Eingangsanschluss3 und zweitem Ausgangsanschluss4 , ein dritter LeiterL3 zwischen drittem Eingangsanschluss5 und drittem Ausgangsanschluss6 geschaltet ist, ein vierter LeiterN , z.B. Neutralleiter, zwischen vierten Eingangsanschluss NE und vierten AusgangsanschlussNA geschaltet ist; - - wobei z.B. die ersten bis dritten Leiter
L1 ,L2 ,L3 Phasenleiter und der vierte LeiterN ein Neutralleiter bzw. Nullleiter eines beispielsweise Dreiphasenwechselstromkreises sind; - - mehrere, z.B. erste bis vierte Kontakte
K1 ,K2 ,K3 ,KN mit denen die ersten bis vierten LeiterL1 ,L2 ,L3 , N elektrisch geöffnet oder geschlossen werden können, wobei ein Kontakt einem Leiter zugeordnet ist; - - eine mit den Kontakten
K1 ,K2 ,K3 ,KN verbundene MechanikM , zum Öffnen und Schließen der KontakteK1 ,K2 ,K3 , KN; - - einen mit der Mechanik
M verbundenen Haltemagnet-AuslöserA , der im Wesentlichen eine Öffnung der KontakteK1 ,K2 ,K3 , KN bewirkt; - - einen ersten Summenstromwandler
W1 , dessen Primärseite durch die LeiterL1 ,L2 ,L3 ,N gebildet ist, wobei die Leiter durch den SummenstromwandlerW1 hindurchgeführt sind, der Summenstromwandler beispielsweise als Ringkern, z.B. aus ferromagnetischen Material ausgeführt ist, und der eine erste SekundärwicklungSW1 aufweist, die beispielsweise mehrere Windungen n aufweist; - - eine erste Verbindung
V1 zwischen ersten Anschluss der SekundärwicklungSWA1 und ersten AnschlussAA1 des Haltemagnet-AuslösersA ; - - eine zweite Verbindung
V2 zwischen zweiten Anschluss der SekundärwicklungSWA2 und zweiten AnschlussAA2 des Haltemagnet-AuslösersA .
- -
several input connections 1 .3 .5 , NE, for the power source side connection of the residual current circuit breaker to a power source, for example a low voltage circuit or a low voltage network; - -
several output connections 2 .4 .6 .N / A for the energiesenkenseitigen connection of the residual current circuit breaker to an energy sink, such as a consumer; - - several conductors
L1 .L2 .L3 .N a low-voltage circuit to be protected, a first conductorL1 between thefirst input connection 1 andfirst output terminal 2 is switched, ditto a second leaderL2 betweensecond input terminal 3 andsecond output terminal 4 , a third leaderL3 betweenthird input connection 5 andthird output terminal 6 switched, a fourth conductorN , eg neutral, between the fourth input terminal NE and the fourth output terminalN / A is switched; - where eg the first to third conductors
L1 .L2 .L3 Phase conductor and the fourth conductorN a neutral conductor or neutral conductor of, for example, a three-phase alternating current circuit; - - Several, eg first to fourth contacts
K1 .K2 .K3 .KN with which the first to fourth conductorsL1 .L2 .L3 , N can be electrically opened or closed, wherein a contact is associated with a conductor; - - one with the contacts
K1 .K2 .K3 .KN connected mechanicsM , for opening and closing the contactsK1 .K2 .K3 , KN; - - one with the mechanics
M connected holding magnet releaseA which essentially has an opening of the contactsK1 .K2 .K3 , KN effects; - - A first summation current transformer
W1 whose primary side is through the ladderL1 .L2 .L3 .N is formed, wherein the conductors through the summation current transformerW1 passed through, the summation current transformer is designed for example as a toroidal core, for example of ferromagnetic material, and a first secondary windingSW1 having, for example, a plurality of turns n; - - a first connection
V1 between the first terminal of the secondary windingSWA 1AA1 of the holding magnet releaseA ; - - a second connection
V2 between the second terminal of the secondary windingSWA2 and second connectionAA2 of the holding magnet releaseA ,
Wesentlich ist, dass die Sekundärwicklung
Der erste Summenstromwandler
Ferner ist ein Prüfstromkreis, aufweisend eine Serienschaltung einer Taste
Der zweite Summenstromwandler
Im Beispiel gemäß
Im Beispiel der
Ferner kann ein weiterer Leiter
Die Auswerteeinheit
Die Auswerteeinheit
Der zweite Ausgang bzw. Anschluss der Auswerteeinheit
Eine Überwachungseinheit Sense kann vorgesehen sein, die mit mindestens einer Verbindung
Im Beispiel gemäß
Die Überwachungseinheit Sense überwacht die Spannung, insbesondere die Spannung über der Zeit, d.h. den Signalverlauf, zwischen der ersten und zweiten Verbindung
Der Schaltkontakt
Der Schaltkontakt
Im Folgenden wird die Erfindung mit anderen Worten noch einmal näher erläutert.In the following, the invention will be explained in more detail in other words.
Ein netzspannungsabhängiger
Der zweite, netzspannungsabhängige Detektionskreis, mit der Auswerteeinheit
Der zweite Detektionskreis ist dabei so ausgeführt, dass dieser funktionell alle Detektionseigenschaften des ersten Detektionskreises, gebildet durch den ersten Summenstromwandler
Die Umschaltung / Abschaltung kann durch die (mikroprozessorgesteuerte) Auswerteeinheit
ein Fehler im zweiten Detektionskreis auftritt. Beispielsweise falls das Netzteil ausfällt schließt der Schaltkontakt automatisch. Somit wird eine Grundfunktionalität durch den ersten Detektionskreis zur Verfügung gestellt.The switchover / deactivation can be done by the (microprocessor controlled)
an error occurs in the second detection circuit. For example, if the power supply fails, the switch contact closes automatically. Thus, a basic functionality is provided by the first detection circuit.
Ebenso kann ein Fehler im zyklisch wiederkehrenden internen Selbsttest vom zweiten Detektionskreis zum Schließen des Schaltkontaktes SK führen.Likewise, an error in the cyclically recurring internal self-test of the second detection circuit to close the switching contact SK lead.
In
Mikroprozessor MCU für z.B. die digitale Signalverarbeitung, beispielsweise mit digitalen Filtern und/oder Frequenzbetrachtung.
Auslöseansteuerung TRIP zur Trennung der Kontakte über den Haltemagnet-Auslöser A.
Einheit REL, z.B. als Ausgang zur Ansteuerung des Schaltkontaktes SK / Relaiskontakt zur Unterbrechung bzw. Aktivierung des ersten Detektionskreises / netzspannungsunabhängigem Auslösekreises. Die Einheit REL ist z.B. drahtbruchsicher ausgeführt, z.B. als Öffner, d.h. im Fehlerfalle wird somit der erste Detektionskreis aktiv und übernimmt die (Mit-) Überwachung.
Signalaufbereitung
Netzteil PS als z.B. integriertes Netzteil.In
Microprocessor MCU for eg digital signal processing, for example with digital filters and / or frequency analysis.
Trip control TRIP for the separation of the contacts via the holding magnet release A.
Unit REL, eg as an output for controlling the switching contact SK / relay contact for interrupting or activating the first detection circuit / mains voltage-independent tripping circuit. The unit REL is designed, for example, as a wire breaker, eg as an opener, ie in the event of an error the first detection circuit thus becomes active and takes over the (co-) monitoring.
signal conditioning
Power supply PS as eg integrated power supply.
Eine Besonderheit stellt die Funktion bei Einschalten des Fehlerstromschutzschalters / des Geräts dar, da in diesem Fall beide Detektionskreis arbeiten. Dies ist besonders hilfreich da der zweite, netzspannungsabhängige bzw. aktive Kreis mehr Zeit bis zur seiner Aktivierung benötigt, d.h. bis dieser einsatzbereit ist. Insbesondere bedingt durch den Hochlauf des Netzteils PS bzw. des Mikroprozessors MCU.A special feature is the function when switching on the residual current circuit breaker / the device, since in this case both detection circuit work. This is especially helpful because the second mains voltage dependent or active circuit needs more time to activate, i. until it is ready for use. In particular, due to the startup of the power supply PS or the microprocessor MCU.
Im Hinblick auf den Fall Einschaltung und gleichzeitiges Auftreten eines höheren Differenzfehlerstroms kann so durch den netzspannungsunabhängigen (ersten) Detektionskreis eine kurze Auslösezeit (z.B. <= 40ms) sichergestellt werden.With regard to the case of switching on and simultaneous occurrence of a higher differential residual current, a short tripping time (for example <= 40 ms) can thus be ensured by the voltage-independent (first) detection circuit.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der Sicherstellung der vollen Überwachungsfunktion eines Fehlerstromschutzschalters bei gleichzeitiger Verbesserung des Auslöseverhaltens, insbesondere in Verbindung mit Frequenzumrichtern. Die Lösung benötigt zwei Detektionskreis und einen zusätzlichen Schaltkontakt / Relaiskontakt zur Unterbrechung eines Kreises. Dieser kann durch den zweiten Kreis gesteuert werden. Während des Einschaltvorgangs hilft der erste (netzspannungsunabhängige) Detektionskreis bei plötzlich auftretenden Differenzströmen, solange der zweite (netzspannungsabhängige) Detektionskreis noch nicht einsatzbereit ist (z.B. in der Hochlaufphase).The advantage of the present invention is to ensure the full monitoring function of a residual current circuit breaker while improving the tripping behavior, especially in conjunction with frequency converters. The solution requires two detection circuits and one additional switching contact / relay contact to interrupt a circuit. This can be controlled by the second circle. During the switch-on process, the first (mains voltage-independent) detection circuit helps in the event of sudden differential currents as long as the second (mains voltage-dependent) detection circuit is not yet ready for use (for example during the run-up phase).
Die Erfindung hat den Vorteil, dass die funktionale Sicherheit erhöht wird, bei zugleich geringem Zusatzaufwand bei den Herstellungskosten.The invention has the advantage that the functional safety is increased, at the same time with little additional effort in the production costs.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.Although the invention has been further illustrated and described in detail by the exemplary embodiment, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4432643 A1 [0008]DE 4432643 A1 [0008]
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- 2018-01-17 DE DE102018200714.4A patent/DE102018200714B4/en active Active
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