DE102019132071B4 - Device for monitoring a supply network - Google Patents

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DE102019132071B4 DE102019132071.2A DE102019132071A DE102019132071B4 DE 102019132071 B4 DE102019132071 B4 DE 102019132071B4 DE 102019132071 A DE102019132071 A DE 102019132071A DE 102019132071 B4 DE102019132071 B4 DE 102019132071B4
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Abstract

Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE),welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist,welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist,welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist,und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche erste Stromschleife (81, 84) mindestens einen Kondensator (63, 64) aufweist, dessen erster Anschluss in Richtung zum ersten Anschluss (21) verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller (44) verschaltet ist, wobei die erste Stromschleife (81, 84) mindestens einen Widerstand (60; 62) aufweist, welcher parallel zum Kondensator (63, 64) verschaltet ist,welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen,welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen und einer Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zuzuführen, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1),und welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84).Device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE), which device (20) has a first connection (21), has a second connection (22), a third connection (25), a current regulator (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) is connected to a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10) can be connected, which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current regulator (44) is designed to cause a current flow in a first current loop (81, 84 ) to allow which first current loop (81, 84) comprises the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which first current loop ( 81, 84) has at least one capacitor (63, 64) whose first connection i n direction to the first connection (21) and whose second connection is connected in the direction of the current controller (44), the first current loop (81, 84) having at least one resistor (60; 62) which is connected in parallel to the capacitor (63, 64), which device (20) is designed to generate an alternating current signal (I_I) in the first current loop (81, 84) via the current controller (44), which signal detection arrangement (31) is designed to detect a first signal (SIG1) at a predetermined first point of the first current loop (81, 84) and to supply an evaluation device (30) with a signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1) has a has first information about the impedance of the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) depends on the first signal (SIG1), and which evaluation device (30) is designed to do so, depending on the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) to generate an evaluation signal (OUT) which is dependent on the impedance of the first current loop (81, 84).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes. Solche Vorrichtungen werden auch als PE-Monitor bezeichnet.The invention relates to a device for monitoring a supply network. Such devices are also referred to as PE monitors.

Die DE 10 2011 101 530 A1 zeigt ein Verfahren, bei dem eine Schleifenimpedanz eines Stromkreises bestimmt und in Abhängigkeit von der bestimmten Schleifenimpedanz die Ladevorrichtung von dem Energieversorgungssystem entkoppelt wird. Es ist eine Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes mit aktiven Leitern und einem Schutzleiter offenbart, welche Vorrichtung einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, einen dritten Anschluss einen Stromsteller und eine Signalerfassungsanordnung aufweist, welcher erste Anschluss mit einem ersten aktiven Leiter des Versorgungsnetzes verbindbar ist, welcher dritte Anschluss mit dem Schutzleiter des Versorgungsnetzes verbindbar ist, und welcher Stromsteller dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife zu ermöglichen, welche erste Stromschleife den Stromsteller, den dritten Anschluss, das Versorgungsnetz, den ersten Anschluss und wieder den Stromsteller umfasst. Die Signalerfassungsanordnung ist dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife zu erfassen und der Auswertevorrichtung ein Signalerfassungsanordnungssignal zuzuführen. Die Auswertevorrichtung ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal ein Auswertesignal zu erzeugen.the DE 10 2011 101 530 A1 shows a method in which a loop impedance of a circuit is determined and the charging device is decoupled from the energy supply system as a function of the loop impedance determined. A device for monitoring a supply network with active conductors and a protective conductor is disclosed, which device has a first connection, a second connection, a third connection, a current controller and a signal detection arrangement, which first connection can be connected to a first active conductor of the supply network, which third connection can be connected to the protective conductor of the supply network, and which current controller is designed to enable a current flow in a first current loop when the supply network is connected, which first current loop contains the current controller, the third connection, the supply network, the first connection and again the current controller includes. The signal detection arrangement is designed to detect a first signal at a predetermined first point of the first current loop and to supply a signal detection arrangement signal to the evaluation device. The evaluation device is designed to generate an evaluation signal as a function of the signal detection arrangement signal.

Die EP 0 881 500 A1 zeigt eine Schleifenstrommessung für ein Versorgungsnetz mit Neutralleiter.the EP 0 881 500 A1 shows a loop current measurement for a supply network with a neutral conductor.

Die EP 2 869 075 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Lecks zwischen den Leistungsanschlüssen und Erde, bei dem die Impedanz zwischen den Leistungsanschlüssen und Erde bestimmt wird.the EP 2 869 075 A1 relates to a method for detecting a leakage between the power terminals and earth, in which the impedance between the power terminals and earth is determined.

Die US 2014/0340092 A1 zeigt einen Überwachungsapparat, bei welchem der Schleifenwiderstand des Batterielade- und Entladesystems gemessen wird.the U.S. 2014/0340092 A1 shows a monitoring apparatus in which the loop resistance of the battery charging and discharging system is measured.

Die US 2016/0327615 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine tragbare Fahrzeug-Ladeanordnung, die zum Testen von Ladestationen dient.the U.S. 2016/0327615 A1 shows a method and apparatus for a portable vehicle charging assembly used for testing charging stations.

DE 10 2018 104 916 A1 offenbart weiteren Stand der Technik. DE 10 2018 104 916 A1 discloses further prior art.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes bereitzustellen.It is an object of the invention to provide a new device for monitoring a supply network.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1, durch den Gegenstand des Anspruchs 14, durch den Gegenstand des Anspruchs 18, durch den Gegenstand des Anspruchs 20, durch den Gegenstand des Anspruchs 22 und durch den Gegenstand des Anspruchs 24.This object is solved by the subject-matter of claim 1, by the subject-matter of claim 14, by the subject-matter of claim 18, by the subject-matter of claim 20, by the subject-matter of claim 22 and by the subject-matter of claim 24.

Eine Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes mit aktiven Leitern und einem Schutzleiter weist einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, einen dritten Anschluss, einen Stromsteller und eine Signalerfassungsanordnung auf, welcher erste Anschluss mit einem ersten aktiven Leiter des Versorgungsnetzes verbindbar ist, welcher dritte Anschluss mit dem Schutzleiter des Versorgungsnetzes verbindbar ist, und welcher Stromsteller dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife zu ermöglichen, welche erste Stromschleife den Stromsteller, den dritten Anschluss, das Versorgungsnetz, den ersten Anschluss und wieder den Stromsteller umfasst, welche Vorrichtung dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller ein Wechselstromsignal in der ersten Stromschleife zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife zu erfassen und der Auswertevorrichtung ein Signalerfassungsanordnungssignal zuzuführen, welches erste Signal eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom ersten Signal, und welche Auswertevorrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal ein Auswertesignal zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife. Die Verwendung eines Wechselstromsignals ermöglicht eine gute Auswertung, und die Gefahr eines Auslösens eines Fehlerstrom-Schutzschalters ist geringer als bei einem Gleichstromsignal.A device for monitoring a supply network with active conductors and a protective conductor has a first connection, a second connection, a third connection, a current controller and a signal detection arrangement, which first connection can be connected to a first active conductor of the supply network, which third connection can be connected to the Protective conductor of the supply network can be connected, and which current controller is designed to enable a current flow in a first current loop when the supply network is connected, which first current loop comprises the current controller, the third connection, the supply network, the first connection and again the current controller, which device is designed to generate an AC signal in the first current loop via the current controller, which signal detection arrangement is designed to detect a first signal at a predetermined first point of the first current loop and the evaluation direction to supply a signal detection arrangement signal, which first signal has first information about the impedance of the first current loop, which signal detection arrangement signal is dependent on the first signal, and which evaluation device is designed to generate an evaluation signal as a function of the signal detection arrangement signal, which is dependent on the impedance of the first current loop. Using an AC signal allows for good evaluation and there is less risk of tripping an RCD than with a DC signal.

Nach Anspruch 1 weist die erste Stromschleife mindestens einen Kondensator auf, dessen erster Anschluss in Richtung zum ersten Anschluss verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller verschaltet ist, wobei die erste Stromschleife mindestens einen Widerstand auf, welcher parallel zum Kondensator verschaltet ist. Der Widerstand erlaubt die Erzeugung eines für den Stromsteller geeigneten Potenzials.According to claim 1, the first current loop has at least one capacitor, the first connection of which is connected in the direction of the first connection and the second connection of which is connected in the direction of the current controller, the first current loop having at least one resistor which is parallel connected to the capacitor. The resistance allows the generation of a potential suitable for the current controller.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalerfassungsanordnung dazu ausgebildet, als erstes Signal ein die Spannung am ersten Anschluss charakterisierendes Signal zu erfassen. Die Spannung am ersten Anschluss enthält eine Information über die Impedanz des Versorgungsnetzes und ist daher gut zur Auswertung geeignet. Das die Spannung am ersten Anschluss charakterisierende Signal kann beispielsweise auch dann erfasst werden, wenn am ersten Anschluss ein Widerstand vorgesehen ist und erst hinter dem Widerstand gemessen wird.According to a preferred embodiment, the signal detection arrangement is designed to detect a signal that characterizes the voltage at the first connection as the first signal. The voltage at the first connection contains information about the impedance of the supply network and is therefore well suited for evaluation. The signal that characterizes the voltage at the first connection can also be detected, for example, if a resistor is provided at the first connection and the measurement is only made behind the resistor.

Nach Anspruch 24 ist der zweite Anschluss mit einem zweiten aktiven Leiter des Versorgungsnetzes verbindbar, und der Stromsteller ist dazu ausgebildet, bei Anschluss des Versorgungsnetzes einen Stromfluss in einer zweiten Stromschleife zu ermöglichen, welche zweite Stromschleife den Stromsteller, den dritten Anschluss, das Versorgungsnetz, den zweiten Anschluss und wieder den Stromsteller umfasst. Die Messung in der zweiten Stromschleife erhöht die Genauigkeit der Messung, da auch bei ungleichen Impedanzen in der ersten Stromschleife und zweiten Stromschleife die Auswirkung des Wechselstromsignals gut erfasst werden kann. Bei Versorgungsnetzen mit nur zwei aktiven Leitern wie beispielsweise dem Versorgungsnetz vom Typ US split phase werden beide aktiven Leiter mit je einer Stromschleife gemessen, und man erhält ein gutes Ergebnis für die Impedanzen.According to claim 24, the second connection can be connected to a second active conductor of the supply network, and the current controller is designed to enable a current flow in a second current loop when the supply network is connected, which second current loop the current controller, the third connection, the supply network, the second connection and includes the current controller again. The measurement in the second current loop increases the accuracy of the measurement, since the effect of the alternating current signal can be well recorded even if the impedances in the first current loop and the second current loop are not the same. In supply networks with only two active conductors, such as the US split phase type supply network, both active conductors are measured with a current loop each and a good result is obtained for the impedances.

Nach Anspruch 24 ist die Signalerfassungsanordnung dazu ausgebildet, ein zweites Signal an einem vorgegebenen zweiten Punkt der zweiten Stromschleife zu erfassen, welches zweite Signal eine zweite Information über die Impedanz der zweiten Stromschleife aufweist, und das Signalerfassungsanordnungssignal ist abhängig vom ersten Signal und vom zweiten Signal. Hierdurch kann die Auswertevorrichtung sowohl das erste Signal als auch das zweite Signal auswerten.According to claim 24, the signal detection arrangement is designed to detect a second signal at a predetermined second point of the second current loop, the second signal having second information about the impedance of the second current loop, and the signal detection arrangement signal is dependent on the first signal and the second signal. As a result, the evaluation device can evaluate both the first signal and the second signal.

Nach Anspruch 24 weist die Signalerfassungsanordnung einen Addierer auf, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal als Summensignal des ersten Signals und des zweiten Signals zu bilden. Das Summensignal enthält die Auswirkung des Wechselstromsignals auf beide Stromschleifen. Zudem mitteln sich die Phasen HOT1 und HOT2 mit der Netzfrequenz, die eine Phasenverschiebung von 180° zueinander haben, durch den Addierer zumindest teilweise zu einer niedrigeren Spannung oder im Idealfall zu einer Netzspannung von 0 V.According to claim 24, the signal detection arrangement has an adder which is designed to form the signal detection arrangement signal as a sum signal of the first signal and the second signal. The sum signal contains the effect of the AC signal on both current loops. In addition, the phases HOT1 and HOT2 with the mains frequency, which have a phase shift of 180° to one another, are at least partially averaged by the adder to a lower voltage or ideally to a mains voltage of 0 V.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Stromschleife mindestens einen Kondensator auf, dessen erster Anschluss in Richtung zum zweiten Anschluss verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller verschaltet ist.According to a preferred embodiment, the second current loop has at least one capacitor, the first connection of which is connected in the direction of the second connection and the second connection of which is connected in the direction of the current controller.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Addierer einen Spannungsteiler auf. Der Spannungsteiler ermöglicht eine einfache Addition. Es sind aber beispielsweise auch Addierer mit Operationsverstärkern möglich.According to a preferred embodiment, the adder has a voltage divider. The voltage divider allows easy addition. However, adders with operational amplifiers are also possible, for example.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalerfassungsanordnung dazu ausgebildet, der Auswertevorrichtung als Signalerfassungsanordnungssignal ein erstes Signalerfassungsanordnungssignal und ein zweites Signalerfassungsanordnungssignal zuzuführen, welches erste Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom ersten Signal und welches zweite Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom zweiten Signal. Durch das getrennte Zuführen des ersten Signalerfassungsanordnungssignals und des zweiten Signalerfassungsanordnungssignals kann die Auswertevorrichtung die Stromschleifen einzeln auswerten und erhält somit die volle Information der Messung.According to a preferred embodiment, the signal detection arrangement is designed to feed the evaluation device as a signal detection arrangement signal a first signal detection arrangement signal and a second signal detection arrangement signal, which first signal detection arrangement signal depends on the first signal and which second signal detection arrangement signal depends on the second signal. By supplying the first signal detection arrangement signal and the second signal detection arrangement signal separately, the evaluation device can evaluate the current loops individually and thus receives the full information of the measurement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Strommessvorrichtung zur Erfassung eines den durch den Stromsteller erzeugten Strom charakterisierenden Messsignals auf, und die Auswertevorrichtung ist dazu ausgebildet, das Auswertesignal in Abhängigkeit vom Messsignal zu erzeugen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet, als Auswertesignal ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn das Messsignal einem zu niedrigen Wechselstromsignal entspricht. Die Messung des tatsächlich erzeugten Stroms ist vorteilhaft, da das Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist davon. Wenn der Messstrom zu niedrig ist, kann dies ein Zeichen für eine zu hohe Impedanz in der jeweiligen Stromschleife sein, und dies ergibt eine Information für das Auswertesignal.According to a preferred embodiment, the device has a current measuring device for detecting a measurement signal characterizing the current generated by the current controller, and the evaluation device is designed to generate the evaluation signal as a function of the measurement signal. According to a preferred embodiment, the evaluation device is designed to generate an error signal as the evaluation signal if the measurement signal corresponds to an AC signal that is too low. Measuring the current actually generated is advantageous since the signal acquisition arrangement signal depends on it. If the measurement current is too low, this can be a sign of too high an impedance in the respective current loop, and this provides information for the evaluation signal.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wechselstromsignal eine Messfrequenz auf, welche im Bereich 75 Hz bis 625 Hz liegt, bevorzugt im Bereich 100 Hz bis 590 Hz. Die Messfrequenz beeinflusst die durch Kapazitäten und/oder Induktivitäten erzeugte Impedanz. Der genannte Bereich hat sich als vorteilhaft für die Messung und Auswertung erwiesen.According to a preferred embodiment, the alternating current signal has a measuring frequency in the range of 75 Hz to 625 Hz, preferably in the range of 100 Hz to 590 Hz the impedance generated by capacitances and/or inductances flows. The range mentioned has proven to be advantageous for the measurement and evaluation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wechselstromsignal eine Messfrequenz auf, welche ungleich einem ungeraden Vielfachen der Netzfrequenz ist. Untersuchungen haben ergeben, dass bei den ungeraden Vielfachen der Netzfrequenz Oberwellen auftreten, die zu einer Störung der Messung führen können.According to a preferred embodiment, the AC signal has a measurement frequency which is not equal to an odd multiple of the mains frequency. Investigations have shown that with odd multiples of the mains frequency, harmonics occur which can lead to measurement errors.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Frequenzmessvorrichtung auf, welche Frequenzmessvorrichtung dazu ausgebildet ist, einen die Netzfrequenz charakterisierenden Frequenzmesswert zu ermitteln, und welche Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Messfrequenz in Abhängigkeit vom Frequenzmesswert zu bestimmen. Durch die Information des Frequenzmesswerts kann eine gut für die Messung geeignete Messfrequenz gewählt werden.According to a preferred embodiment, the device has a frequency measuring device, which frequency measuring device is designed to determine a measured frequency value characterizing the network frequency, and which device is designed to determine the measuring frequency as a function of the measured frequency value. A measurement frequency that is well suited for the measurement can be selected based on the information from the measured frequency value.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stromsteller als Stromregler ausgebildet. Die Verwendung eines Stromreglers erlaubt die Reaktion auf sich ändernde Impedanzen in den Messschleifen.According to a preferred embodiment, the current controller is designed as a current regulator. The use of a current controller allows the response to changing impedances in the measurement loops.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet, das Signalerfassungsanordnungssignal durch ein Bandpass-Filter zu filtern, um eine Dämpfung im Bereich der Netzfrequenz zu bewirken. Das Bandpass-Filter ermöglicht eine geringe Dämpfung im Bereich um die Messfrequenz herum, dem so genannten Band, aber gleichzeitig eine starke Dämpfung oberhalb und unterhalb davon. Die Netzfrequenz kann hierdurch gut gedämpft werden, und dies erleichtert die Auswertung im Frequenzbereich der Messfrequenz.According to a preferred embodiment, the evaluation device is designed to filter the signal detection arrangement signal through a bandpass filter in order to bring about an attenuation in the range of the mains frequency. The bandpass filter allows a small amount of attenuation in the area around the measurement frequency, the so-called band, but at the same time a strong attenuation above and below it. The mains frequency can be dampened well in this way, and this simplifies the evaluation in the frequency range of the measuring frequency.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bandpass-Filter als aktives Filter ausgebildet. Die Verwendung aktiver Filter ermöglicht einen engen Bandbereich und eine große Dämpfung außerhalb des Bandbereichs. Dies ist vorteilhaft, da die Netzfrequenz und die Messfrequenz relativ nah beieinanderliegen.According to a preferred embodiment, the bandpass filter is designed as an active filter. Using active filters allows for a narrow band range and large out-of-band attenuation. This is advantageous because the mains frequency and the measurement frequency are relatively close together.

Nach Anspruch 14 weist die Vorrichtung eine Phasenregelschleife auf, welche Phasenregelschleife dazu ausgebildet ist, ein Phasenregelschleifensignal derart durch einen geschlossenen Regelkreis zu erzeugen, dass die Phasenabweichung zwischen dem Phasenregelschleifensignal und einer Phase der Versorgungsspannung konstant ist. Die Erzeugung des Phasenregelschleifensignals ergibt eine gute Referenz für das Verhalten der Phase.According to claim 14, the device has a phase-locked loop, which phase-locked loop is designed to generate a phase-locked loop signal through a closed control loop in such a way that the phase deviation between the phase-locked loop signal and a phase of the supply voltage is constant. The generation of the phase locked loop signal gives a good reference for the behavior of the phase.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Auswertevorrichtung ein die Netzfrequenz charakterisierender Wert und ein die Messfrequenz charakterisierender Wert zugeführt.According to a preferred embodiment, the evaluation device is supplied with a value that characterizes the mains frequency and a value that characterizes the measurement frequency.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, das Wechselstromsignal in Abhängigkeit vom Phasenregelschleifensignal zu beeinflussen. Das Wechselstromsignal kann hierdurch mit dem Phasenregelschleifensignal synchronisiert werden, und die Qualität der Auswertung wird verbessert, insbesondere im Zusammenhang mit einer ggf. durchgeführten Fouriertransformation.According to a preferred embodiment, the device is designed to influence the AC signal as a function of the phase-locked loop signal. As a result, the alternating current signal can be synchronized with the phase-locked loop signal, and the quality of the evaluation is improved, in particular in connection with a Fourier transformation that may have been carried out.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, das Wechselstromsignal mit einem vorgegebenen Frequenzfaktor mit dem Phasenregelschleifensignal zu synchronisieren. Durch diese Maßnahme werden die Frequenzen der Phase und des Wechselstromsignals in ein festes Verhältnis gesetzt, und es entsteht keine Phasenverschiebung zusätzlich zur Phasenverschiebung durch die unterschiedlichen Frequenzen.According to a preferred embodiment, the device is designed to synchronize the alternating current signal with the phase-locked loop signal with a predetermined frequency factor. As a result of this measure, the frequencies of the phase and the alternating current signal are set in a fixed ratio, and no phase shift occurs in addition to the phase shift caused by the different frequencies.

Nach Anspruch 18 weist die Auswertevorrichtung einen Summierer auf, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalanordnungssignal mit einem Phasensignal zu summieren, welches Phasensignal eine Frequenz aufweist, welche der Netzfrequenz der Stromversorgung entspricht, um beim Signalanordnungssignal eine Verringerung des Frequenzanteils der Netzfrequenz zu bewirken. Die Amplitude der Spannung im Bereich der Netzfrequenz ist deutlich größer als die durch das Wechselstromsignal erzeugte Spannungsamplitude. Eine Verringerung der Amplitude der Netzfrequenz erleichtert daher die Auswertung.According to claim 18, the evaluation device has an adder which is designed to add the signal arrangement signal to a phase signal, which phase signal has a frequency which corresponds to the mains frequency of the power supply in order to bring about a reduction in the frequency component of the mains frequency in the signal arrangement signal. The amplitude of the voltage in the mains frequency range is significantly larger than the voltage amplitude generated by the AC signal. A reduction in the amplitude of the mains frequency therefore facilitates the evaluation.

Nach Anspruch 20 die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet, eine Fouriertransformation des Signalanordnungssignals durchzuführen, um den Frequenzanteil der Messfrequenz zu ermitteln. Durch die Fouriertransformation kann der interessante Frequenzanteil gut ermittelt werden.According to Claim 20, the evaluation device is designed to carry out a Fourier transformation of the signal arrangement signal in order to determine the frequency component of the measurement frequency. The interesting frequency component can be easily determined by the Fourier transformation.

Nach Anspruch 22 ist die Vorrichtung an ein Versorgungsnetz ohne Neutralleiter anschließbar. Die Vorrichtung setzt also nicht das Vorhandensein eines Neutralleiters voraus, sie hat insbesondere im relevanten Schaltungsteil keine Bestandteile, die den Anschluss eines Neutralleiters erfordern.According to claim 22, the device can be connected to a supply network without a neutral conductor. The device therefore does not require the presence of a neutral conductor, in particular in the relevant circuit part it has no components that require the connection of a neutral conductor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Anschluss und der zweite Anschluss mit einer Phase als aktivem Leiter verbunden. Dies ermöglicht beispielsweise in vorteilhafter Weise den Betrieb der Vorrichtung an einem Versorgungsnetz vom Typ US split phase.According to a preferred embodiment, the first connection and the second connection are connected to a phase as the active conductor. This advantageously enables the device to be operated on a US split phase type supply network, for example.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Anschluss mit einem Neutralleiter als aktivem Leiter verbunden, und der zweite Anschluss ist mit einer Phase als aktivem Leiter verbunden. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stromschleife den ersten Anschluss, um eine Messung am Neutralleiter zu ermöglichen.According to a preferred embodiment, the first terminal is connected to a neutral conductor as the active conductor and the second terminal is connected to a phase as the active conductor. According to a further preferred embodiment, the current loop includes the first connection in order to enable a measurement on the neutral conductor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet, bei einer Erhöhung der Impedanz über einen vorgegebenen Grenzwert innerhalb einer Reaktionszeit von weniger als 40,0 ms eine entsprechende Information im Auswertesignal zu erzeugen. Wenn sehr kurz gewartet wird, beispielsweise 0,5 ms, kann es zu einem Fehlalarm kommen, bei dem eine zu hohe Impedanz der Stromschleife angezeigt wird, obwohl dies nicht der Fall ist. Wenn dagegen zu lange das Messsignal beobachtet wird, kann es bei einer tatsächlichen Impedanzerhöhung zu einer Gefahr auf Grund schlechter Schutzleiterverbindung kommen. Die 40 ms haben sich als guter Wert erwiesen. Weiter bevorzugt beträgt die Reaktionszeit mehr als 1,0 ms.According to a preferred embodiment, the evaluation device is designed to generate corresponding information in the evaluation signal within a response time of less than 40.0 ms when the impedance increases above a predetermined limit value. Waiting very short, for example 0.5 ms, can result in a false alarm indicating that the current loop impedance is too high when it is not. If, on the other hand, the measurement signal is observed for too long, there may be a risk of an actual impedance increase due to a poor protective conductor connection. The 40 ms have proven to be a good value. More preferably, the response time is greater than 1.0 ms.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt

  • 1 eine Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes mit einem Stromsteller und einer Signalerfassungsanordnung,
  • 2 das Frequenzspektrum eines Signalerfassungsanordnungssignals,
  • 3 das Frequenzspektrum des Signalerfassungsanordnungssignals von 2 nach Anwendung eines Tiefpass-Filters,
  • 4 ein Tiefpass-Filter,
  • 5 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung von 1,
  • 6 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung von 1,
  • 7 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung von 1,
  • 8 ein Bild eines Oszilloskops bei einer ersten Messung,
  • 9 ein Bild eines Oszilloskops bei einer zweiten Messung,
  • 10 eine Ausführungsform eines Netzteils und eines Stromstellers,
  • 11 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung von 1, und
  • 12 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes mit einem Stromsteller und einer Signalerfassungsanordnung,
Further details and advantageous developments of the invention result from the exemplary embodiments described below and illustrated in the drawings, which are in no way to be understood as limiting the invention, and from the dependent claims. It shows
  • 1 a device for monitoring a supply network with a current controller and a signal detection arrangement,
  • 2 the frequency spectrum of a signal acquisition arrangement signal,
  • 3 the frequency spectrum of the signal detection array signal from 2 after applying a low-pass filter,
  • 4 a low-pass filter,
  • 5 a block diagram of a first embodiment of the device of 1 ,
  • 6 a block diagram of a second embodiment of the device of 1 ,
  • 7 a block diagram of a third embodiment of the device of FIG 1 ,
  • 8th an image of an oscilloscope during a first measurement,
  • 9 an image of an oscilloscope during a second measurement,
  • 10 an embodiment of a power supply and a current controller,
  • 11 another embodiment of the device of 1 , and
  • 12 a further embodiment of a device for monitoring a supply network with a current controller and a signal detection arrangement,

Im Folgenden sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden üblicherweise nur einmal beschrieben. Die Beschreibung ist figurenübergreifend aufeinander aufbauend, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.In the following, parts that are the same or have the same effect are provided with the same reference symbols and are usually only described once. The description builds on one another across figures in order to avoid unnecessary repetition.

1 zeigt eine Vorrichtung 20 zum Überwachen eines Versorgungsnetzes 10. 1 shows a device 20 for monitoring a supply network 10.

Die Vorrichtung 20 hat einen Anschluss 21 (bzw. 21') mit einer Leitung 51, einen Anschluss 24 (bzw. 24') mit einer Leitung 54 sowie einen Schutzleiteranschluss 25 (bzw. 25') mit einer Leitung 55. Der Schutzleiteranschluss 25 ist mit einem Schutzleitersymbol 99 verbunden, das auch an anderer Stelle der Schaltung als Symbol für eine leitende Verbindung mit dem Schutzleiteranschluss 25 verwendet wird.The device 20 has a connection 21 (or 21') with a line 51, a connection 24 (or 24') with a line 54 and a protective conductor connection 25 (or 25') with a line 55. The protective conductor connection 25 is connected to a protective conductor symbol 99, which is also used elsewhere in the circuit as a symbol for a conductive connection to the protective conductor connection 25.

Die Vorrichtung 20 ist beispielhaft an ein Versorgungsnetz 10 vom Typ US split phase angeschlossen, wie es insbesondere in den USA verwendet wird. Ein solches Versorgungsnetz wird auch als Einphasen-Dreileiternetz bezeichnet. Das Versorgungsnetz 10 hat einen Punkt 13, welcher über eine erste Wechselspannungsquelle 11 mit dem Anschluss 21 (HOT1) verbunden und über eine Wechselspannungsquelle 12 mit dem Anschluss 24 (HOT2) verbunden ist. Der Punkt 13 ist über einen Erdungsanschluss 199 geerdet und mit dem Schutzleiteranschluss 25 (PE) verbunden. Die Wechselspannungsquellen 11, 12 sind beispielsweise die Sekundärseite eines Transformators, und der Punkt 13 ist eine Mittelanzapfung auf der Sekundärseite. Die Leiter 51, 54 werden als aktive Leiter bezeichnet, da über diese im Regelfall der Strom fließt. Im vorliegenden Fall sind die aktiven Leiter 51, 54 mit HOT1 bzw. HOT2 des US split phase-Versorgungsnetzes verbunden. Bei einem europäischen Netz könnten beispielsweise die Leiter 51, 54 mit den Anschlüssen L1 bzw. N verbunden sein.By way of example, the device 20 is connected to a US split phase type supply network 10, as is used in particular in the USA. Such a supply network is also called a single phase sen-three-wire network. The supply network 10 has a point 13 which is connected via a first AC voltage source 11 to the terminal 21 (HOT1) and via an AC voltage source 12 to the terminal 24 (HOT2). The point 13 is grounded via a ground terminal 199 and connected to the protective conductor terminal 25 (PE). The AC voltage sources 11, 12 are, for example, the secondary side of a transformer and the point 13 is a center tap on the secondary side. The conductors 51, 54 are referred to as active conductors, since the current usually flows through them. In the present case, the active conductors 51, 54 are connected to HOT1 or HOT2 of the US split-phase supply network. For example, in a European network, conductors 51, 54 could be connected to terminals L1, N, respectively.

Ein Verbraucher 15 ist beispielhaft über Leitungen an den Anschlüssen 21, 24 und 25 sowie an zusätzlichen Anschlüssen 22, 23 angeschlossen und kann Leistung aus dem Versorgungsnetz 10 entnehmen bzw. aus dem Versorgungsnetz gespeist werden. Über die Leitungen 22, 23 kann beispielsweise ein Anschluss der Phasen L2, L3 bei einem europäischen Drehstrom-Versorgungsnetz mit den aktiven Anschlüssen L1, L2, L3, N erfolgen.A consumer 15 is connected, for example, via lines to the connections 21, 24 and 25 and to additional connections 22, 23 and can draw power from the supply network 10 or be fed from the supply network. For example, the phases L2, L3 can be connected via the lines 22, 23 in a European three-phase supply network with the active connections L1, L2, L3, N.

Die Vorrichtung 20 hat einen Widerstand 60 und einen Widerstand 62. Die Leitung 51 ist über den Widerstand 60 mit einem Punkt 61 verbunden, und der Punkt 61 ist über den Widerstand 62 mit der Leitung 54 verbunden. Den Widerständen 60 und 62 ist jeweils ein Kondensator 63 bzw. 64 parallel geschaltet. Der Punkt 61 ist über einen Stromsteller 44 mit einem Punkt 42 verbunden, und der Punkt 42 ist über einen Widerstand 40 mit dem Anschluss 25 verbunden. Anders ausgedrückt weist die erste Stromschleife 81 den Kondensator 63 auf, dessen erster Anschluss in Richtung zum ersten Anschluss 21 verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller 44 verschaltet ist. Der Widerstand 60 ist parallel zum Kondensator 63 verschaltet. In gleicher Weise weist die zweite Stromschleife 84 den Kondensator 64 auf, dessen erster Anschluss in Richtung zum zweiten Anschluss 24 verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller 44 verschaltet ist. Der Widerstand 62 ist parallel zum Kondensator 64 verschaltet. Die Widerstände 60, 62 bewirken einen Spannungsteiler.The device 20 has a resistor 60 and a resistor 62. The line 51 is connected through the resistor 60 to a point 61 and the point 61 is connected through the resistor 62 to the line 54. FIG. A capacitor 63 or 64 is connected in parallel with the resistors 60 and 62, respectively. Point 61 is connected to a point 42 via a current controller 44 and point 42 is connected to terminal 25 via a resistor 40 . In other words, the first current loop 81 has the capacitor 63 whose first connection is connected in the direction of the first connection 21 and whose second connection is connected in the direction of the current controller 44 . The resistor 60 is connected in parallel to the capacitor 63 . In the same way, the second current loop 84 has the capacitor 64 whose first connection is connected in the direction of the second connection 24 and whose second connection is connected in the direction of the current controller 44 . The resistor 62 is connected in parallel to the capacitor 64 . The resistors 60, 62 cause a voltage divider.

Ein Netzteil 46 ist mit der Leitung 51 und der Leitung 54 verbunden, und die Ausgangsspannungen des Netzteils 46 werden über Leitungen 65, 66 dem Stromsteller 44 zugeführt. An der Leitung 65 beträgt die Spannung des Netzteils 46 bspw. + 15 V, und an der Leitung 66 bspw. - 15 V.A power pack 46 is connected to the line 51 and the line 54, and the output voltages of the power pack 46 are fed to the current controller 44 via lines 65,66. The voltage of the power pack 46 is, for example, +15 V on line 65, and -15 V, for example, on line 66.

Eine Analysevorrichtung 28 hat einen Differenzbildner 32 und eine Auswertevorrichtung 30.An analysis device 28 has a difference generator 32 and an evaluation device 30.

Eine Signalerfassungsanordnung 31 ist beispielhaft dazu ausgebildet, ein erstes Signal SIG1 an der Leitung 51 zu erfassen, ein zweites Signal SIG2 an der Leitung 54 zu erfassen und der Auswertevorrichtung 30 ein Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 zuzuführen. Die Signalerfassungsanordnung 31 hat beispielhaft einen Addierer 67, 68, welcher dazu ausgebildet, das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 als Summensignal des ersten Signals SIG1 und des zweiten Signals SIG2 zu bilden. Im Ausführungsbeispiel hat der Addierer 67, 68 einen Widerstand 67, über welchen die Leitung 51 mit einem Punkt 69 verbunden ist, und einen Widerstand 68, über welchen die Leitung 54 mit dem Punkt 69 verbunden ist. Die Widerstände 67, 68 wirken als Spannungsteiler und erzeugen am Punkt 69 im Falle des Anschlusses eines Versorgungsnetzes vom Type US split phase ein niedriges Potenzial. Dies kann auch als virtueller Neutralleiter bezeichnet werden. Das niedrige Potenzial kann auch auf andere Art erzeugt werden, beispielsweise durch einen Spannungsregler.A signal detection arrangement 31 is configured, for example, to detect a first signal SIG1 on line 51, to detect a second signal SIG2 on line 54 and to feed a signal detection arrangement signal SIG3 to evaluation device 30. The signal detection arrangement 31 has, for example, an adder 67, 68 which is designed to form the signal detection arrangement signal SIG3 as a sum signal of the first signal SIG1 and the second signal SIG2. In the exemplary embodiment, the adder 67, 68 has a resistor 67, via which the line 51 is connected to a point 69, and a resistor 68, via which the line 54 is connected to the point 69. The resistors 67, 68 act as voltage dividers and generate a low potential at point 69 if a US split phase type supply network is connected. This can also be referred to as a virtual neutral. The low potential can also be generated in other ways, for example by a voltage regulator.

Die Auswertevorrichtung 30 ist mit dem Punkt 69 verbunden und erhält über diesen Punkt 69 das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.The evaluation device 30 is connected to the point 69 and receives the signal detection arrangement signal SIG3 via this point 69 .

Der Differenzbildner 32 ist über eine Leitung 71 mit der Leitung 51 verbunden und über eine Leitung 72 mit der Leitung 54 verbunden. Das Ausgabesignal des Differenzbildners 32 charakterisiert die Differenz U21 - U24 der Spannung U21 am Anschluss 21 und der Spannung U24 am Anschluss 24 und wird der Auswertevorrichtung 30 über eine Leitung 33 zugeführt. Es kann beispielsweise als Differenzbildner 32 ein Vergleicher verwendet werden, oder ein Subtrahierer. Der Differenzbildner 32 kann auch als Messschaltung ausgebildet werden, welche die Netzspannung für die Auswertevorrichtung 30 sowohl vom Pegel als auch von den Störungen her aufbereitet.The difference generator 32 is connected to the line 51 via a line 71 and to the line 54 via a line 72 . The output signal of the difference generator 32 characterizes the difference U21 - U24 of the voltage U21 at the connection 21 and the voltage U24 at the connection 24 and is fed to the evaluation device 30 via a line 33 . For example, a comparator can be used as the difference generator 32, or a subtractor. The difference former 32 can also be designed as a measuring circuit which prepares the mains voltage for the evaluation device 30 both in terms of the level and the interference.

Die Auswertevorrichtung 30 hat eine Frequenzmessvorrichtung 348, welche dazu ausgebildet ist, einen die Netzfrequenz f_N charakterisierenden Frequenzmesswert f_N_M zu ermitteln. Bevorzugt wird die Messfrequenz f_M in Abhängigkeit vom Frequenzmesswert f_N_M bestimmt.The evaluation device 30 has a frequency measuring device 348 which is designed to determine a measured frequency value f_N_M characterizing the grid frequency f_N. The measurement frequency f_M is preferably determined as a function of the frequency measurement value f_N_M.

Die Auswertevorrichtung 30 ist über eine Leitung 73 mit dem Stromsteller 44 verbunden, und über die Leitung 73 kann dem Stromsteller 44 ein Signal I_S als Sollwert für den durch den Stromsteller 44 erzeugten Strom zugeführt werden. Der Punkt 42 ist über eine Leitung 74 mit der Auswertevorrichtung 30 verbunden. Am Punkt 42 liegt wegen des Widerstands 40 eine Spannung vor, welche abhängig ist von der durch den Stromsteller 44 erzeugten Stromstärke. Die Spannung fällt am Punkt 42 gegenüber dem Schutzleiter PE an. Der Widerstand 40 wirkt somit als Strommessvorrichtung und erfasst ein den durch den Stromsteller 44 erzeugten Strom I_I charakterisierendes Messsignal I_I_M, welches über die Leitung 74 an die Auswertevorrichtung 30 übertragen wird.The evaluation device 30 is connected to the current controller 44 via a line 73 , and a signal I_S can be supplied to the current controller 44 via the line 73 as a desired value for the current generated by the current controller 44 . The point 42 is connected to the evaluation device 30 via a line 74 . Because of the resistor 40, there is a voltage at the point 42 which is dependent on the current strength generated by the current controller 44. The voltage occurs at point 42 with respect to the protective conductor PE. The resistor 40 thus acts as a current measuring device and detects a measurement signal I_I_M that characterizes the current I_I generated by the current controller 44 and is transmitted to the evaluation device 30 via the line 74 .

Der Stromsteller 44 ist bevorzugt als Stromregler ausgebildet.The current controller 44 is preferably designed as a current regulator.

Es folgen beispielhafte Werte für einige der Bauteile der Schaltungsanordnung: Widerstände 60, 62, 67, 68 44 kOhm Kondensatoren 63, 64 1 µF Widerstand 40 510 Ohm The following are example values for some of the circuit components: Resistors 60, 62, 67, 68 44k ohms Capacitors 63, 64 1uF resistance 40 510 ohms

Funktionsweisefunctionality

Der vom Stromsteller 44 erzeugte Strom kann in einer ersten Stromschleife 81 über den Widerstand 40, den Anschluss 25, die Wechselstromquelle 11, den Anschluss 21 und den Widerstand 60 bzw. den Kondensator 63 zum Stromsteller 44 fließen.The current generated by the current controller 44 can flow in a first current loop 81 via the resistor 40, the connection 25, the AC source 11, the connection 21 and the resistor 60 or the capacitor 63 to the current controller 44.

Da die Impedanz des Kondensators 63 für den Messstrom I_I, der ein Wechselstrom ist, niedriger ist als der Widerstand 60, fließt der Messstrom I_I hauptsächlich über den Kondensator 63. Der Widerstandsteiler mit den Widerständen 60, 62 erzeugt bei einem Stromnetz vom Typ US split phase bei symmetrischen Amplituden und Widerständen einen virtuellen Neutralleiter bzw. zumindest einen Punkt mit niedriger Spannung. Hierdurch kann der Strom durch den Stromsteller 44 leicht eingeprägt werden.Since the impedance of the capacitor 63 for the measurement current I_I, which is an alternating current, is lower than the resistor 60, the measurement current I_I mainly flows through the capacitor 63. The resistance divider with the resistors 60, 62 produces a split phase in a US-type power supply system with symmetrical amplitudes and resistances, a virtual neutral conductor or at least one point with low voltage. As a result, the current can be impressed easily by the current regulator 44 .

Eine weitere Stromschleife 84 ist möglich, bei der der vom Stromsteller 44 erzeugte Strom über den Widerstand 40, den Anschluss 25, die Wechselstromquelle 12, den Anschluss 24, den Widerstand 62 bzw. den Kondensator 64 zurück zum Stromsteller 44 fließen kann.A further current loop 84 is possible, in which the current generated by the current controller 44 can flow back to the current controller 44 via the resistor 40, the connection 25, the AC source 12, the connection 24, the resistor 62 or the capacitor 64.

Schematisch ist ein Widerstand 14 im Versorgungsnetz 10 zwischen dem Anschluss 25 und dem Punkt 13 eingezeichnet. Während die Anschlüsse 21 und 24 über die Wechselspannungsquellen 11, 12 üblicherweise niederohmig verbunden sind, ist dies beim Schutzleiter PE nicht immer der Fall. Dies kann auf einer defekten Leitung beruhen. Zudem existieren Versorgungsnetze 10, bei denen der Schutzleiter PE überhaupt nicht vorhanden ist oder hochohmig verbunden ist. Da der Schutzleiter PE am Anschluss 25 üblicherweise für die Erdung metallischer Gehäuse des Verbrauchers 15 verwendet wird, kann die durch die Erdung hervorgerufene Schutzwirkung bzw. Schutzklasse nicht erfüllt werden, wenn keine niederohmige Verbindung des Anschlusses 25 mit dem Schutzleiter PE vorhanden ist. Aus diesem Grund soll durch die Vorrichtung 20 überprüft werden, ob auf der Seite des Versorgungsnetzes 10 der Widerstand 14 niederohmig oder hochohmig ist. Diese Überwachung kann dadurch erfolgen, dass der Strom, der in den Stromschleifen 81 bzw. 84 fließt, abhängig ist vom Widerstand 14 und von den übrigen Widerständen 60, 40 bzw. 62, 40. Da der Widerstand 14 auf der Seite des Versorgungsnetzes 10 ist, kann dieser nicht direkt gemessen werden. Der Spannungsabfall am Widerstand 60 bzw. 62 und der Spannungsabfall am Widerstand 14 sind jedoch abhängig vom Widerstand 40, und die Spannung bzw. der Strom an der Leitung 51 und auch an der Leitung 54 enthalten eine Information über den Einfluss des Widerstands 14 in Abhängigkeit von dem vom Stromsteller 44 erzeugten Strom.A resistor 14 in the supply network 10 between the connection 25 and the point 13 is shown schematically. While the connections 21 and 24 are usually connected with low resistance via the AC voltage sources 11, 12, this is not always the case with the protective conductor PE. This can be due to a defective line. In addition, there are supply networks 10 in which the protective conductor PE is not present at all or is connected with a high resistance. Since the protective conductor PE at connection 25 is usually used for grounding the metallic housing of consumer 15, the protective effect or protection class caused by grounding cannot be met if there is no low-impedance connection between connection 25 and protective conductor PE. For this reason, the device 20 is intended to check whether the resistor 14 on the side of the supply network 10 has a low resistance or a high resistance. This monitoring can take place in that the current flowing in the current loops 81 or 84 is dependent on the resistor 14 and on the other resistors 60, 40 or 62, 40. Since the resistor 14 is on the supply network 10 side , it cannot be measured directly. However, the voltage drop across resistor 60 or 62 and the voltage drop across resistor 14 are dependent on resistor 40, and the voltage or current on line 51 and also on line 54 contain information about the influence of resistor 14 as a function of the current generated by the current controller 44.

Im Ausführungsbeispiel sind die Leitungen 51 und 54 mit den Signalen SIG1 bzw. SIG2 über den Spannungsteiler aus den Widerständen 67 und 68 miteinander verbunden, und das Signal SIG3 am Punkt 69 wird der Auswertevorrichtung 30 zugeführt.In the exemplary embodiment, the lines 51 and 54 with the signals SIG1 and SIG2 are connected to one another via the voltage divider made up of the resistors 67 and 68, and the signal SIG3 at point 69 is fed to the evaluation device 30.

Ein erstes Problem bei der Überwachung des Versorgungsnetzes 10 ist, dass bspw. der Verbraucher 15 ein EMV-Filter mit Y-Kapazitäten aufweist, welche eine kapazitive Verbindung zwischen dem Anschluss 25 und dem Anschluss 21 bzw. zwischen dem Anschluss 25 und dem Anschluss 24 bewirken. Dies hat zur Folge, dass bei den Stromschleifen 81 und 84 ein Wechselstrom auch in einem Parallelpfad über die Y-Kapazitäten fließen kann. Ein durch den Stromsteller 44 erzeugter konstanter Gleichstrom würde nicht über die Y-Kapazitäten fließen, da diese nur bei Wechselströmen oder sich ändernden Gleichströmen leiten. Bei Gleichströmen besteht jedoch das Problem, dass diese zu einem Fehlerstrom führen können, der zu einem Auslösen eines ggf. vorhandenen Fehlerstrom-Schutzschalters führen würde. Die vom Stromsteller 44 erzeugten Ströme dürfen daher nur relativ gering sein.A first problem when monitoring the supply network 10 is that, for example, the consumer 15 has an EMC filter with Y capacitances, which cause a capacitive connection between the connection 25 and the connection 21 or between the connection 25 and the connection 24 . The consequence of this is that, in the current loops 81 and 84, an alternating current can also flow in a parallel path via the Y-capacitors. A generated by the current controller 44 constant direct current would not have the Y-capacitors flow because they only conduct with alternating currents or changing direct currents. In the case of direct currents, however, there is the problem that these can lead to a residual current that would trigger a residual-current circuit breaker that might be present. The currents generated by the current controller 44 must therefore only be relatively small.

Dies führt zum nächsten Problem, da an den aktiven Leitern 51 und 54 hohe Spannungen von mehreren hundert Volt anliegen können, der durch den Stromsteller 44 erzeugte Strom dagegen im Milliampere-Bereich liegen muss und daher nur zu einer Beeinflussung der Spannung an den Leitungen 51 bzw. 54 im mV-Bereich führt. Dies ergibt ein sehr schlechtes Signal-RauschVerhältnis, und die Auswertung ist schwierig.This leads to the next problem, since high voltages of several hundred volts can be applied to the active conductors 51 and 54, while the current generated by the current controller 44 must be in the milliampere range and therefore only influence the voltage on the lines 51 and 54 in the mV range. This results in a very poor signal-to-noise ratio and evaluation is difficult.

Versuche haben ergeben, dass die Erzeugung eines Gleichstromsignals durch den Stromsteller 44 zur Messung des Widerstands der Stromschleifen 81, 84 messtechnisch schwierig auszuwerten ist. Fehlerstrom-Schutzschalter haben einen Auslösegrenzwert von bspw. 20 mA Fehlstrom. Da fast jeder Verbraucher 15 bspw. durch die Y-Kapazitäten Fehlerströme erzeugt, könnte ein durch den Stromsteller 44 erzeugter Strom allenfalls wenige Milliampere betragen.Experiments have shown that the generation of a direct current signal by the current controller 44 for measuring the resistance of the current loops 81, 84 is difficult to evaluate in terms of measurement technology. Residual current circuit breakers have a trip limit of e.g. 20 mA residual current. Since almost every consumer 15 generates fault currents, for example due to the Y capacitances, a current generated by the current controller 44 could amount to a few milliamperes at most.

Es wurden daher Versuche mit einem durch den Stromsteller 40 erzeugten Wechselstrom durchgeführt. Die Frequenz des Versorgungsnetzes beträgt üblicherweise 50 Hz oder 60 Hz. Für eine möglichst geringe Beeinflussung der Messung durch die Netzfrequenz ist es vorteilhaft, wenn die Messfrequenz deutlich kleiner oder deutlich größer als die Netzfrequenz ist. Bei einer sehr niedrigen Messfrequenz f_M erhöht sich die Gefahr, dass ein Fehlerstrom-Schutzschalter durch den Wechselstrom ausgelöst wird. Fehlerstrom-Schutzschalter lösen bspw. aus, wenn der Fehlerstrom über zwei Perioden der Netzfrequenz über einem vorgegebenen Maximalwert liegt. Bei Frequenzen, die höher sind als die Netzfrequenz, mittelt sich der durch den Messstrom I_I verursachte Fehlerstrom über die einzelnen Perioden weitgehend aus, und ein Auslösen des Fehlerstrom-Schutzschalters wird vermieden. Ein weiterer Effekt ergibt sich durch die Y-Kondensatoren, die bspw. im Verbraucher 15 vorgesehen sind. Die Impedanz ist proportional zum Kehrwert der Frequenz des Wechselstroms. Mit steigender Frequenz sinkt somit die Impedanz. Da die Stromschleifen 81 bzw. 84 über das Versorgungsnetz 10 verlaufen sollen und nicht über die Y-Kondensatoren, ist es vorteilhaft, wenn die Y-Kondensatoren eine möglichst hohe Impedanz haben. Denn dann fließt der Strom I_I hauptsächlich über das Versorgungsnetz 10. Im Ergebnis ist eine möglichst niedrige Frequenz vorteilhaft.Experiments were therefore carried out using an alternating current generated by the current controller 40 . The frequency of the supply network is usually 50 Hz or 60 Hz. In order to minimize the effect of the network frequency on the measurement, it is advantageous if the measurement frequency is significantly lower or significantly higher than the network frequency. If the measuring frequency f_M is very low, there is an increased risk that a residual current circuit breaker will be triggered by the alternating current. Residual current circuit breakers trigger, for example, if the residual current is above a specified maximum value for two periods of the mains frequency. At frequencies that are higher than the mains frequency, the residual current caused by the measuring current I_I largely averages out over the individual periods, and tripping of the residual current circuit breaker is avoided. Another effect results from the Y capacitors, which are provided in consumer 15, for example. The impedance is proportional to the reciprocal of the frequency of the alternating current. The impedance therefore decreases with increasing frequency. Since the current loops 81 and 84 should run via the supply network 10 and not via the Y-capacitors, it is advantageous if the Y-capacitors have the highest possible impedance. This is because the current I_I then flows mainly via the supply network 10. As a result, the lowest possible frequency is advantageous.

Die Betrachtung ergibt, dass jeder Frequenzbereich einen Vorteil und einen Nachteil hat. Als vorteilhafter Frequenzbereich für die Messung hat sich der Bereich zwischen 75 Hz und 625 Hz herausgestellt, weiter bevorzugt der Bereich 100 Hz bis 590 Hz. Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt ist, dass die Messfrequenz nicht einem ungeraden Vielfachen der Netzfrequenz entsprechen sollte, da bei diesen Frequenzen Oberschwingungen der Netzfrequenz auftreten können. Als besonders vorteilhaft haben sich Messfrequenzen im Bereich 175 ± 23 Hz, 225 Hz ± 23 Hz, 275 ± 23 Hz, 325 Hz ± 23 Hz und 375 ± 23 Hz erwiesen. Consideration shows that each frequency range has an advantage and a disadvantage. The range between 75 Hz and 625 Hz has proven to be an advantageous frequency range for the measurement, more preferably the range 100 Hz to 590 Hz. Another point to be considered is that the measurement frequency should not correspond to an odd multiple of the mains frequency, since at these Frequencies harmonics of the mains frequency can occur. Measurement frequencies in the range of 175±23 Hz, 225 Hz±23 Hz, 275±23 Hz, 325 Hz±23 Hz and 375±23 Hz have proven particularly advantageous.

Der Widerstand 14 auf der Seite des Versorgungsnetzes 10 beträgt beispielsweise 2-3 Ohm, und als Schwelle für einen zu hohen Widerstand 14 kann bevorzugt ein Widerstand von 200 Ohm oder 250 Ohm angenommen werden.The resistance 14 on the side of the supply network 10 is, for example, 2-3 ohms, and a resistance of 200 ohms or 250 ohms can preferably be assumed as the threshold for a resistance 14 that is too high.

Die Signalerfassungsanordnung 31 kann das erste Signal SIG1 bzw. das zweite Signal SIG2 an unterschiedlichen Punkten der ersten Stromschleife 81 bzw. zweiten Stromschleife 84 erfassen. Bevorzugt liegen die Punkte im Bereich der Vorrichtung 20 zwischen der vom Anschluss 25 abgewandten Seite des Stromstellers 44 und dem Anschluss 21 für das Signal SIG1 und im Bereich der Vorrichtung 20 zwischen der vom Anschluss 25 abgewandten Seite des Stromstellers 44 und dem Anschluss 24 für das Signal SIG2. Die Signale SIG1 und SIG2 charakterisieren somit die Spannung am ersten Anschluss 21.The signal detection arrangement 31 can detect the first signal SIG1 and the second signal SIG2 at different points of the first current loop 81 and second current loop 84, respectively. The points in the area of device 20 are preferably between the side of the current controller 44 facing away from the connection 25 and the connection 21 for the signal SIG1 and in the area of the device 20 between the side of the current controller 44 facing away from the connection 25 and the connection 24 for the signal SIG2. The signals SIG1 and SIG2 thus characterize the voltage at the first connection 21.

Das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 ist durch das Zusammenführen der Signals SIG1 und SIG2 am Punkt 69 sowohl abhängig vom Signal SIG1 als auch vom Signal SIG2 und enthält die Information über die Impedanz der jeweiligen Stromschleife 81 und 84.Due to the combination of the signals SIG1 and SIG2 at point 69, the signal detection arrangement signal SIG3 is dependent both on the signal SIG1 and on the signal SIG2 and contains information about the impedance of the respective current loops 81 and 84.

Es können auch beide Signale SIG1 und SIG2 als getrennte Signale der Auswertevorrichtung 30 zugeführt werden und separat ausgewertet werden. Dies ermöglicht eine Bestimmung einer möglichen Asymmetrie des Widerstands 14 in Richtung des Anschlusses 21 bzw. 24. Die einzelnen Auswerteeinheiten der Auswertevorrichtung 30 müssen aber in einem solchen Fall zumindest teilweise doppelt vorgesehen werden, um die Auswertung der getrennten Signale durchzuführen.Both signals SIG1 and SIG2 can also be fed to the evaluation device 30 as separate signals and evaluated separately. This enables a possible asymmetry of the resistor 14 in the direction of the connection 21 or 24 to be determined. In such a case, however, the individual evaluation units of the evaluation device 30 must be provided at least partially in duplicate in order to evaluate the separate signals.

Die Auswertevorrichtung 30 ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 ein Auswertesignal OUT zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife 81 und/oder zweiten Stromschleife 84. Das Auswertesignal OUT kann entweder intern in der Auswertevorrichtung 30 verwendet werden oder aber an andere Geräte weitergegeben werden. In einem Fahrzeug kann das Auswertesignal OUT beispielsweise über einen CAN-Bus zur Verfügung gestellt werden, in Abhängigkeit vom Auswertesignal OUT kann die Verbindung zur Stromversorgung 10 unterbrochen werden, und/oder eine Fehleranzeige kann in Abhängigkeit vom Auswertesignal OUT erfolgen.Evaluation device 30 is designed to generate an evaluation signal OUT as a function of signal detection arrangement signal SIG3, which is dependent on the impedance of first current loop 81 and/or second current loop 84. Evaluation signal OUT can be used either internally in evaluation device 30 or on other devices are passed on. In a vehicle, the evaluation signal OUT can be made available, for example, via a CAN bus, the connection to the power supply 10 can be interrupted depending on the evaluation signal OUT, and/or an error can be displayed depending on the evaluation signal OUT.

Das Auswertesignal OUT kann beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Informationen umfassen:

  • - Qualitative Angabe, ob die Impedanz im zulässigen Bereich ist oder nicht
  • - Quantitative Angabe der Impedanz des Widerstands 14
  • - Quantitative Angabe der Gesamtimpedanz einer der Stromschleifen 81, 84 oder beider Stromschleifen 81, 84
  • - Information auf Grund des Messsignals I_I_M, ob das Messsignal gemäß der Vorgabe erzeugt ist
The evaluation signal OUT can include one or more of the following information, for example:
  • - Qualitative indication of whether the impedance is within the permissible range or not
  • - Quantitative indication of the impedance of the resistor 14
  • - Quantitative indication of the total impedance of one of the current loops 81, 84 or both current loops 81, 84
  • - Information based on the measurement signal I_I_M, whether the measurement signal is generated according to the specification

Bei der Auswertung des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 ist es vorteilhaft, die Auswirkung des Kondensators 63 bzw. 64 und ggf. zusätzlich einer Wicklung in der Stromversorgung 10, beispielsweise einer Sekundärwicklung der Wechselspannungsquellen 11, 12 bei einem US split phase Versorgungsnetz 10 zu berücksichtigen. Diese können zu einer Phasenverschiebung des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 gegenüber dem Messstrom I_I führen. Bevorzugt erfolgt eine Kalibrierung der Vorrichtung 20.When evaluating the signal detection arrangement signal SIG3, it is advantageous to take into account the effect of the capacitor 63 or 64 and possibly also a winding in the power supply 10, for example a secondary winding of the AC voltage sources 11, 12 in a US split phase supply network 10. These can lead to a phase shift of the signal detection arrangement signal SIG3 in relation to the measurement current I_I. Device 20 is preferably calibrated.

Bevorzugt werden sowohl der Widerstand (Realteil) als auch der kapazitive Anteil (allgemein: Imaginärteil) ermittelt.Both the resistance (real part) and the capacitive part (generally: imaginary part) are preferably determined.

2 zeigt beispielhaft den Dynamikumfang des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 am Punkt 69. Dargestellt ist der Pegel des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 am Punkt 69, aufgetragen über die Frequenz. Die Darstellung des Pegels über die Frequenz erhält man beispielsweise durch Fouriertransformation des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3, und eine solche Fouriertransformation wird bevorzugt in der Auswertevorrichtung 30 durchgeführt, beispielsweise durch eine FFT (Fast Fourier Transformation). Der Stromsteller 44 hat eine Messfrequenz f_M von 300 Hz verwendet, und die Gesamtkapazität der Y-Kondensatoren wurde mit Cy = 2 µF relativ groß angenommen. Zudem wurde eine Asymmetrie der Spannungen zwischen den Anschlüssen HOT1 und HOT2 von 20 Vp angenommen. Bei der Netzfrequenz f_N beträgt der Pegel ca. 16 dB, und bei der Messfrequenz f_M beträgt der Pegel -20 dB. Der Pegelabstand des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 zur Netzasymmetrie beträgt somit -36 dB. Ein guter Analog/Digital-Wandler hat bspw. eine Auflösung von 12 Bit. Dies ergibt 4096 mögliche unterschiedliche Werte. Eine Messung des Signals am Punkt 69 und eine Aussteuerung des Analog/Digital-Wandlers auf die maximal auftretende Asymmetrie der Netzspannung führt dazu, dass der zusätzlich durch den Strom I_I hervorgerufene Effekt mit dem Analog/Digital-Wandler nicht bzw. nur sehr schlecht auflösbar ist. Auch Analog/Digital-Wandler mit einer höheren Auflösung von 24 Bit haben ggf. Auflösungsschwierigkeiten bei einem solchen Signal-Rausch-Verhältnis. Zudem sind solch hochauflösende Analog/Digital-Wandler vergleichsweise teuer. 2 shows an example of the dynamic range of the signal detection arrangement signal SIG3 at point 69. The level of the signal detection arrangement signal SIG3 at point 69 is shown, plotted against the frequency. The representation of the level over the frequency is obtained, for example, by Fourier transformation of the signal detection arrangement signal SIG3, and such a Fourier transformation is preferably carried out in the evaluation device 30, for example by an FFT (Fast Fourier Transformation). The current regulator 44 used a measuring frequency f_M of 300 Hz, and the total capacitance of the Y capacitors was assumed to be relatively large at C y =2 μF. In addition, an asymmetry of the voltages between the terminals HOT1 and HOT2 of 20 Vp was assumed. At the mains frequency f_N the level is approx. 16 dB, and at the measuring frequency f_M the level is -20 dB. The level difference between the signal detection arrangement signal SIG3 and the network asymmetry is therefore -36 dB. For example, a good analog/digital converter has a resolution of 12 bits. This gives 4096 possible distinct values. Measuring the signal at point 69 and driving the analog/digital converter to the maximum occurring asymmetry of the mains voltage means that the additional effect caused by the current I_I cannot be resolved with the analog/digital converter, or can only be resolved very poorly . Even analog/digital converters with a higher resolution of 24 bits may have resolution problems with such a signal-to-noise ratio. In addition, such high-resolution analog/digital converters are comparatively expensive.

3 zeigt den Dynamikumfang eines gefilterten Signals SIG3" nach der Anwendung eines Bandpass-Filters (vgl. 4) auf das Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 am Punkt 69. Das Bandpass-Filter ist dazu ausgebildet, den Frequenzbereich des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 in einem Frequenzbereich (Band) um 300 Hz herum durchzulassen, aber im Frequenzbereich oberhalb und unterhalb der Messfrequenz f_M das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 zu dämpfen. Das Bandpass-Filter wurde als analoges Bandpass-Filter ausgebildet, und es hat eine Pegelabsenkung von -18 dB im Bereich der Netzfrequenz f_N. Die Frequenzskala ist gegenüber der Skala von 2 verschoben, die Netzfrequenz ist jedoch wie in 2 beispielhaft bei 50 Hz, und die Messfrequenz bei 300 Hz. Der Pegel des Signals SIG3 im Bereich der Netzfrequenz f_N ist von ca. 16 dB auf ca. -3 dB gesunken, und die Messfrequenz f_M liegt bei ca. -21 dB. Bei einem Pegelabstand zwischen dem Signal und der Phase von -21 dB (bzw. -18 dB) ist eine direkte Messung unter Verwendung eines üblichen Analog/DigitalWandlers möglich. 3 shows the dynamic range of a filtered signal SIG3" after the application of a bandpass filter (cf. 4 ) on the signal detection arrangement signal SIG3 at point 69. The bandpass filter is designed to pass the frequency range of the signal detection arrangement signal SIG3 in a frequency range (band) around 300 Hz, but to attenuate the signal detection arrangement signal SIG3 in the frequency range above and below the measurement frequency f_M. The bandpass filter was designed as an analog bandpass filter and has a level reduction of -18 dB in the range of the mains frequency f_N. The frequency scale is opposite the scale of 2 shifted, but the mains frequency is as in 2 for example at 50 Hz, and the measurement frequency at 300 Hz. The level of the signal SIG3 in the range of the mains frequency f_N has dropped from approx. 16 dB to approx. -3 dB, and the measurement frequency f_M is approx. -21 dB. With a level difference between the signal and the phase of -21 dB (or -18 dB), a direct measurement using a standard analog/digital converter is possible.

4 zeigt ein Bandpass-Filter 300, welches in der Auswertevorrichtung 30 verwendbar ist. Das Signal SIG3 wird über einen Widerstand 301 einem Punkt 303 zugeführt. Der Punkt 303 ist über einen Widerstand 302 mit GND 99 verbunden und über einen Widerstand 304 mit dem Plus-Eingang eines Operationsverstärkers 305 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 305 ist mit dem Minus-Eingang des Operationsverstärkers 305 verbunden und über einen Widerstand 306 mit einem Punkt 307 verbunden. Der Punkt 307 ist über einen Kondensator 308 mit einem Punkt 312 verbunden und über einen Kondensator 309 mit einem Punkt 310 verbunden. Der Punkt 312 ist über einen Widerstand 326 mit dem Punkt 310 verbunden, und der Punkt 310 ist mit dem Minus-Eingang eines Operationsverstärkers 311 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 311 ist mit dem Punkt 312 verbunden. Der Punkt 312 ist über einen Widerstand 313 mit einem Punkt 315 verbunden, und der Punkt 315 ist über einen Widerstand 314 mit GND 99 verbunden und mit dem Plus-Eingang des Operationsverstärkers 311 verbunden. Der Punkt 312 ist über einen Widerstand 327 mit einem Punkt 316 verbunden. Der Punkt 316 ist über einen Kondensator 317 mit einem Punkt 319 verbunden und über einen Kondensator 318 mit einem Punkt 320 verbunden. Die Punkte 319 und 320 sind über einen Widerstand 328 miteinander verbunden. Der Punkt 320 ist mit dem Minus-Eingang eines Operationsverstärkers 321 verbunden, und der Punkt 319 ist mit einem Punkt 322 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 321 ist mit dem Punkt 322 verbunden, und der Punkt 322 ist über einen Widerstand 323 mit einem Punkt 324 verbunden. Der Punkt 324 ist mit dem Plus-Eingang des Operationsverstärkers 321 verbunden und über einen Widerstand 325 mit GND 99 verbunden. Am Punkt 322 ist als Ergebnis der Bandpass-Filterung ein Signal SIG3' erzeugt, welches einen Pegel entsprechend dem Diagramm von 3 aufweist. 4 shows a bandpass filter 300 which can be used in the evaluation device 30 . The signal SIG3 is fed to a point 303 via a resistor 301 . Point 303 is connected to GND 99 via a resistor 302 and to the plus input of an operational amplifier 305 via a resistor 304 . The output of the operational amplifier 305 is connected to the minus input of the Operational amplifier 305 connected and connected via a resistor 306 to a point 307. Point 307 is connected through a capacitor 308 to a point 312 and through a capacitor 309 to a point 310 . Point 312 is connected to point 310 through a resistor 326 and point 310 is connected to the minus input of an operational amplifier 311 . The output of operational amplifier 311 is connected to point 312. Point 312 is connected to a point 315 through a resistor 313 and point 315 is connected to GND 99 through a resistor 314 and connected to the plus input of operational amplifier 311 . Point 312 is connected to a point 316 via a resistor 327 . Point 316 is connected through a capacitor 317 to a point 319 and through a capacitor 318 to a point 320 . Points 319 and 320 are connected to each other via a resistor 328. Point 320 is connected to the minus input of an operational amplifier 321 and point 319 is connected to a point 322 . The output of operational amplifier 321 is connected to point 322 and point 322 is connected through a resistor 323 to a point 324 . Point 324 is connected to the plus input of operational amplifier 321 and connected to GND 99 via a resistor 325. At point 322, as a result of the bandpass filtering, a signal SIG3' is generated which has a level according to the diagram in FIG 3 having.

Das Bandpass-Filter 300 hat bspw. eine Mittenfrequenz von 320 Hz, und die Pegelabsenkung bei einer Netzfrequenz f_N von 60 Hz beträgt bspw. -18 dB. In Abhängigkeit vom Versorgungsnetz können natürlich auch andere Werte gewählt werden.The bandpass filter 300 has a center frequency of 320 Hz, for example, and the level reduction at a mains frequency f_N of 60 Hz is -18 dB, for example. Depending on the supply network, other values can of course also be selected.

Das Bandpass-Filter 300 ist bevorzugt als aktives Filter ausgebildet. Das Bandpass-Filter 300 hat bevorzugt die zweite Ordnung oder eine höhere Ordnung, und bevorzugt hat es einen Verstärker. Ein Filter höherer Ordnung kann beispielsweise durch Zusammenschaltung mehrerer Filter niedrigerer Ordnung (1. und 2. Ordnung) erzeugt werden.The bandpass filter 300 is preferably designed as an active filter. The bandpass filter 300 is preferably second order or higher, and preferably has an amplifier. A higher-order filter can be created, for example, by interconnecting several lower-order filters (1st and 2nd order).

5 zeigt ein Blockschaltbild für die Auswertung durch die Vorrichtung 20 von 1. 5 shows a block diagram for the evaluation by the device 20 of FIG 1 .

Der Stromsteller 44 erhält von der Auswertevorrichtung 30 den Stromsollwert I_S, welcher die Höhe des durch den Stromsteller 44 erzeugten Stroms I_I bestimmt. Der Stromsollwert I_S wird bspw. als Spannung über die Leitung 73 (vgl. 1) vorgegeben. Durch den Stromsteller 44 wird der Ist-Strom I_I erzeugt, und über die Leitung 74 von 1 wird das den Ist-Strom I_I charakterisierende Messsignal I_I_M einem Analog/Digital-Wandler 340 zugeführt, beispielsweise als den Ist-Strom charakterisierende Spannung. Eine Messstrecke 45 entspricht den Stromschleifen 81, 84 von 1, und als Ergebnis wird das Signal SIG3 erfasst und dem Analog/Digital-Wandler 340 zugeführt. Der Analog/Digital-Wandler 340 wandelt das Signal SIG3 und das Signal I_I_M in digitale Signale um. Die digitalen Signale werden vom Analog/Digital-Wandler 340 an die Auswertevorrichtung 30 übergeben, welche bspw. durch einen Mikrocontroller ausgebildet ist. Die Auswertevorrichtung 30 bestimmt bevorzugt auch den Stromsollwert I_S für den Stromsteller 44.The current controller 44 receives the current setpoint I_S from the evaluation device 30, which determines the magnitude of the current I_I generated by the current controller 44. The current setpoint I_S is transmitted, for example, as a voltage via line 73 (cf. 1 ) specified. The actual current I_I is generated by the current controller 44 and via the line 74 from 1 the measurement signal I_I_M characterizing the actual current I_I is supplied to an analog/digital converter 340, for example as a voltage characterizing the actual current. A measuring section 45 corresponds to the current loops 81, 84 of 1 , and as a result, the signal SIG3 is detected and supplied to the analog/digital converter 340. The analog-to-digital converter 340 converts the SIG3 signal and the I_I_M signal into digital signals. The digital signals are transferred from the analog/digital converter 340 to the evaluation device 30, which is in the form of a microcontroller, for example. Evaluation device 30 preferably also determines current setpoint value I_S for current controller 44.

6 zeigt ein weiteres Blockschaltbild mit einem Ausführungsbeispiel für die Messung und Auswertung der Vorrichtung 20. Die Auswertung des Signals SIG3 erfolgt nicht direkt, sondern es wird zusätzlich ein die Netzspannung charakterisierendes Signal erfasst und der Auswertevorrichtung 30 zugeführt, bspw. das Differenzsignal U21 - U24. Die Auswertevorrichtung 30 enthält eine Phasenregelschleife 344, die im Englischen als phase-locked loop (PLL) bezeichnet wird, und die Phasenregelschleife 344 erzeugt ein weiteres Signal 346. Das Signal SIG3 und das Signal 346 werden einem Summierer 342 zugeführt, und das Ergebnis SIG3' wird der Auswertevorrichtung 30 zugeführt. Der Summierer 342 realisiert bspw. über ein Widerstandsnetzwerk eine PegelAnpassung hoher Eingangsspannungen. Anders ausgedrückt wird der Netzfrequenzanteil durch den Summierer 342 aktiv abgezogen. Hierdurch wird die absolute Größe des Signals SIG3 verringert, und dies ermöglicht eine bessere Auflösung durch den Analog/Digital-Wandler und damit eine bessere Auswertung. 6 shows another block diagram with an embodiment for the measurement and evaluation of the device 20. The signal SIG3 is not evaluated directly, but a signal characterizing the mains voltage is also detected and fed to the evaluation device 30, e.g. the differential signal U21 - U24. The evaluation device 30 contains a phase-locked loop 344, which is referred to in English as a phase-locked loop (PLL), and the phase-locked loop 344 generates a further signal 346. The signal SIG3 and the signal 346 are fed to a summer 342, and the result SIG3' is fed to the evaluation device 30 . The adder 342 implements a level adjustment of high input voltages, for example via a resistance network. In other words, the line frequency component is actively subtracted by the summer 342 . This reduces the absolute size of the signal SIG3, and this enables better resolution by the analog/digital converter and thus better evaluation.

Bevorzugt wird der Auswertevorrichtung 30 ein die Netzfrequenz charakterisierender Wert und ein die Messfrequenz charakterisierender Wert zugeführt.A value characterizing the mains frequency and a value characterizing the measurement frequency are preferably supplied to the evaluation device 30 .

Die in der Beschreibung genannten Signale SIG3, SIG3' und SIG3" können alle als Signalerfassungsanordnungssignale bezeichnet werden, wie dies bei Filtern üblich ist, da sie weiterhin die relevante Information enthalten. Wenn mehrere Filter auf das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 angewandt werden, ist die Reihenfolge in einigen Fällen nicht relevant, in anderen Fällen kann sie relevant sein.The signals SIG3, SIG3' and SIG3" mentioned in the description can all be referred to as signal detection arrangement signals, as is usual with filters, since they still contain the relevant information. When several filters are applied to the signal detection arrangement signal SIG3, the order is in some cases not relevant, in other cases it may be relevant.

Die Phasenregelschleife 44 ist dazu ausgebildet, ein Phasenregelschleifensignal PLL_SIG derart durch einen geschlossenen Regelkreis zu erzeugen, dass die Phasenabweichung zwischen dem Phasenregelschleifensignal PLL_SIG und einer Phase HOT1, HOT2 bzw. L1 der Versorgungsspannung 10 konstant ist.The phase-locked loop 44 is designed to generate a phase-locked loop signal PLL_SIG by means of a closed control circuit such that the phase deviation between the phase-locked loop signal PLL_SIG and a phase HOT1, HOT2 or L1 of the supply voltage 10 is constant.

Bevorzugt ist die Auswertevorrichtung 30 dazu ausgebildet, das Wechselstromsignal I_I in Abhängigkeit vom Phasenregelschleifensignal PLL_SIG zu beeinflussen. Hierzu wird beispielsweise das Phasenregelschleifensignal PLL_SIG einer Sollwert-Erzeugungsvorrichtung 352 zugeführt, und die Sollwert-Erzeugungsvorrichtung 352 erzeugt den Sollwert I_S in Abhängigkeit vom Phasenregelschleifensignal PLL_SIG. Damit ist auch das Wechselstromsignal I_I synchronisiert mit dem Phasenregelschleifensignal PLL_SIG. Obwohl das Wechselstromsignal I_I und die Netzspannung mit der Netzfrequenz f_N unterschiedliche Frequenzen haben, kann durch die Verwendung des Phasenregelschleifensignals PLL_SIG ein festes Verhältnis eingestellt werden, und hierdurch wird die Fouriertransformation verbessert. The evaluation device 30 is preferably designed to influence the alternating current signal I_I as a function of the phase-locked loop signal PLL_SIG. For this purpose, for example, the phase-locked loop signal PLL_SIG is fed to a setpoint generating device 352, and the setpoint generating device 352 generates the setpoint I_S as a function of the phase-locked loop signal PLL_SIG. The alternating current signal I_I is thus also synchronized with the phase-locked loop signal PLL_SIG. Although the alternating current signal I_I and the mains voltage with the mains frequency f_N have different frequencies, a fixed ratio can be set by using the phase-locked loop signal PLL_SIG, and the Fourier transformation is thereby improved.

Bevorzugt ist die Vorrichtung 20 dazu ausgebildet, das Wechselstromsignal I_I mit einem vorgegebenen Frequenzfaktor mit dem Phasenregelschleifensignal PLL_SIG zu synchronisieren, beispielsweise mit einem Frequenzfaktor von 6,5, 5,5 oder 6.Device 20 is preferably designed to synchronize the alternating current signal I_I with the phase-locked loop signal PLL_SIG with a predefined frequency factor, for example with a frequency factor of 6.5, 5.5 or 6.

Bevorzugt weist die Auswertevorrichtung den Summierer 342 auf, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalanordnungssignal SIG3 mit dem Phasensignal 346 zu summieren. Das Phasensignal 346 weist eine Frequenz auf, welche bevorzugt der Netzfrequenz f_N der Stromversorgung 10 entspricht, um beim Signalanordnungssignal SIG3 eine Verringerung des Frequenzanteils der Netzfrequenz f_N zu bewirken. Zur Erzeugung des Phasensignals 346 hat die Auswertevorrichtung bevorzugt eine Phasensignalerzeugungsvorrichtung 350, und die Phasensignalerzeugungsvorrichtung 350 erzeugt das Phasensignal 346 bevorzugt auf Grundlage des Phasenregelschleifensignals PLL_SIG.The evaluation device preferably has the adder 342 which is designed to add the signal arrangement signal SIG3 to the phase signal 346 . The phase signal 346 has a frequency which preferably corresponds to the mains frequency f_N of the power supply 10 in order to bring about a reduction in the frequency component of the mains frequency f_N in the signal arrangement signal SIG3. To generate the phase signal 346, the evaluation device preferably has a phase signal generation device 350, and the phase signal generation device 350 preferably generates the phase signal 346 on the basis of the phase-locked loop signal PLL_SIG.

7 zeigt ein Blockschaltbild mit einer weiteren Ausführungsform für die Messung und Auswertung der Vorrichtung 20. Die Auswertevorrichtung 30 hat wie in 6 die Phasenregelschleife 344 und den Summierer 342. Wie im Ausführungsbeispiel von 5 werden das Signal SIG3 und das den Ist-Strom I_I charakterisierendes Signal I_I_M dem Analog/Digital-Wandler 340 zugeführt, und die digitalen Signale werden der Auswertevorrichtung 30 zugeführt. Zusätzlich wird das Signal SIG3 dem Bandpass-Filter 300 zugeführt, und das durch das Bandpass-Filter 300 erzeugte Signal SIG3" wird der Auswertevorrichtung 30 zugeführt. 7 shows a block diagram with a further embodiment for the measurement and evaluation of the device 20. The evaluation device 30 has as in 6 the phase locked loop 344 and the summer 342. As in the embodiment of FIG 5 the signal SIG3 and the signal I_I_M characterizing the actual current I_I are fed to the analog/digital converter 340, and the digital signals are fed to the evaluation device 30. In addition, the signal SIG3 is fed to the bandpass filter 300, and the signal SIG3'' generated by the bandpass filter 300 is fed to the evaluation device 30.

Die Auswertung entsprechend 5 führt zu einem guten Ergebnis, die Auswertung entsprechend 6 mit der zusätzlichen Phasenregelschleife 344 führt zu einer Verbesserung der Vorrichtung 20, und die Ausführungsform der 7 mit dem Bandpass-Filter 300 und ggf. auch der Phasenregelschleife führt zu einer zusätzlichen Verbesserung der Auswertung.The evaluation accordingly 5 leads to a good result, the evaluation accordingly 6 with the additional phase-locked loop 344 leads to an improvement of the device 20, and the embodiment of FIG 7 with the bandpass filter 300 and possibly also the phase-locked loop leads to an additional improvement in the evaluation.

8 zeigt das Bild eines Oszilloskops mit Signalen einer tatsächlichen Messung an der Vorrichtung 20. Im oberen Bereich ist die Größe des Ist-Stroms I_I in Form eines sinusförmigen Signals zu sehen. Im unteren Bereich ist das Signal SIG 3 zu sehen, welches bspw. mit der Vorrichtung 20 von 7 nach Anwendung des Bandpass-Filters 300 erzeugt wird. Der Widerstand 14 des Versorgungsnetzes 10, der durch einen - nicht dargestellten - Versorgungsnetzsimulator einstellbar ist, beträgt bis zum Zeitpunkt t1 38 Ohm, und zum Zeitpunkt t1 springt der Widerstand 14 auf unendlich (offen), was einer Unterbrechung des Schutzleiters PE entspricht. Da die vom Stromsteller 44 zu verwendende Spannung bei der Erhöhung des Widerstands 14 ansteigt, steigt auch das Signal SIG3 bzw. dessen Amplitude an. Ein Grenzwert SIG3_MAX ist eingezeichnet, und bei mehrfacher Überschreitung dieses Grenzwerts ändert ein Zustandssignal STATE zum Zeitpunkt t2 seinen Zustand von LOW zu HIGH. Es wird somit zum Zeitpunkt t2 festgestellt, dass der Widerstand 14 der Spannungsversorgung 10 zu groß geworden ist und eine Erdung durch den Schutzleiter PE nicht mehr gewährleistet ist. Die Zeitdauer t2 - t1 beträgt im Ausführungsbeispiel 16 ms. Dass trotz des Widerstands 14 von unendlich ein Messstrom fließen kann, liegt an den Y-Kapazitäten, die im System vorhanden sind, beispielsweise im Verbraucher. Wenn dagegen keine oder nur sehr geringe Y-Kapazitäten vorhanden wären, könnte der Stromsteller 44 keinen Messstrom erzeugen, und in diesem Fall kann durch Auswertung des Signals I_I_M festgestellt werden, dass der Schutzleiteranschluss PE sehr schlecht oder nicht vorhanden ist. Bevorzugt wird somit das Auswertesignal OUT in Abhängigkeit vom Messsignal I_I_M erzeugt. Es kann beispielsweise als Auswertesignal OUT ein Fehlersignal ausgeben werden, wenn das Messsignal I_I_M einem zu niedrigen Wechselstromsignal I_I entspricht. Ob das Messsignal I_I_M zu niedrig ist, kann beispielsweise durch Vergleich der Amplitude des Messsignals I_I_M mit einem Grenzwert ermittelt werden, oder es kann eine Bestimmung der Fläche der positiven und negativen Halbwellen des Messsignals durch Integration oder Summation erfolgen und die Fläche mit einem Grenzwert verglichen werden. Der Grenzwert kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Sollwert-Signal I_S bestimmt werden, oder er kann bei fester Amplitude des Sollwert-Signals I_S fest vorgegeben werden. 8th shows the image of an oscilloscope with signals of an actual measurement on the device 20. The magnitude of the actual current I_I in the form of a sinusoidal signal can be seen in the upper area. In the lower area, the signal SIG 3 can be seen, which, for example, with the device 20 from 7 is generated after application of the bandpass filter 300. The resistance 14 of the supply network 10, which can be adjusted by a supply network simulator (not shown), is 38 ohms up to time t1, and at time t1 the resistance 14 jumps to infinity (open), which corresponds to an interruption in the protective conductor PE. Since the voltage to be used by the current controller 44 increases when the resistor 14 increases, the signal SIG3 or its amplitude also increases. A limit value SIG3_MAX is drawn in, and if this limit value is exceeded several times, a status signal STATE changes its status from LOW to HIGH at time t2. It is thus determined at time t2 that the resistance 14 of the voltage supply 10 has become too high and grounding through the protective conductor PE is no longer guaranteed. The time period t2-t1 is 16 ms in the exemplary embodiment. The fact that a measuring current can flow from infinity despite the resistance 14 is due to the Y capacitances that are present in the system, for example in the consumer. If, on the other hand, there were no or only very low Y capacitances, the current controller 44 could not generate a measuring current, and in this case it can be determined by evaluating the signal I_I_M that the protective earth connection PE is very bad or not available. The evaluation signal OUT is thus preferably generated as a function of the measurement signal I_I_M. For example, an error signal can be output as the evaluation signal OUT if the measurement signal I_I_M corresponds to an AC signal I_I that is too low. Whether the measurement signal I_I_M is too low can be determined, for example, by comparing the amplitude of the measurement signal I_I_M with a limit value, or the area of the positive and negative half-waves of the measurement signal can be determined by integration or summation and the area can be compared with a limit value . The limit value can be be determined as a function of the setpoint signal I_S, or it can be specified with a fixed amplitude of the setpoint signal I_S.

Bei der vorliegenden Auswertung wurde von symmetrischen Y-Kapazitäten ausgegangen, und hierdurch mittelt sich die Netzspannung am Punkt 69 von 1 aus, wenn die Amplituden der Phasen an den Anschlüssen 21 und 24 gleich groß sind und die Phasen zudem eine Phasenverschiebung von 180° aufweisen.In the present evaluation, symmetrical Y-capacitors were assumed, and as a result the mains voltage at point 69 is averaged out 1 off when the amplitudes of the phases at terminals 21 and 24 are the same and the phases also have a phase shift of 180°.

Die Entscheidung, wann der Schutzleiter PE zu hochohmig ist, kann durch Vergleich des Signals SIG3 mit dem Grenzwert SIG3_MAX erfolgen. Zur Erhöhung der Sicherheit und zur Verringerung der Gefahr falscher Entscheidungen kann beispielsweise gefordert werden, dass eine bestimmte Anzahl von Überschreitungen stattgefunden hat, bevor, sich das Zustandssignal STATE ändert. Dies kann beispielsweise durch einen Mikrocontroller der Auswertevorrichtung 30 rechnerisch erfolgen, oder es kann ein Kondensator mit vorgeschaltetem Komparator zur Summierung der Überschreitungen vorgesehen werden.The decision as to when the resistance of the protective conductor PE is too high can be made by comparing the signal SIG3 with the limit value SIG3_MAX. To increase security and to reduce the risk of wrong decisions, it can be required, for example, that a specific number of times the limit has been exceeded before the status signal STATE changes. This can be done mathematically, for example, by a microcontroller of the evaluation device 30, or a capacitor with an upstream comparator can be provided for summing the excess values.

Es sind auch Mehrfachstrategien möglich, bei denen sowohl eine Überschreitung eines höheren Grenzwerts über eine kürzere Anzahl von Perioden als auch eine Überschreitung eines niedrigeren Grenzwerts über eine längere Anzahl von Perioden zu einer Änderung des Zustandssignals STATE führt. Hierdurch reagiert die Auswertevorrichtung 30 bei einem hohen Widerstand 14 schnell, und bei einem erhöhten Widerstand 14 im Grenzbereich wird länger gewartet, bis das Zustandssignal STATE geändert wird. Das Zustandssignal STATE kann als Auswertesignal OUT verwendet werden.Multiple strategies are also possible, in which both exceeding a higher limit value over a shorter number of periods and exceeding a lower limit value over a longer number of periods lead to a change in the status signal STATE. As a result, the evaluation device 30 reacts quickly when the resistance 14 is high, and when the resistance 14 is increased in the limit region, there is a longer wait before the status signal STATE is changed. The status signal STATE can be used as an evaluation signal OUT.

9 zeigt ein weiteres Bild eines Oszilloskops für eine Messung, bei der die Y-Kapazitäten asymmetrisch angenommen wurden, nämlich 1.360 nF zwischen den Anschlüssen 21 und 25 von 1, und 1.680 nF zwischen den Anschlüssen 24 und 25 von 1. Zum Zeitpunkt t1 erhöht sich der Widerstand 14 des Versorgungsnetzes 10 von 137 Ohm auf 400 Ohm. 9 shows another image of an oscilloscope for a measurement in which the Y capacitances were assumed to be asymmetrical, namely 1,360 nF between terminals 21 and 25 of 1 , and 1 .680 nF between terminals 24 and 25 of 1 . At time t1, resistance 14 of supply network 10 increases from 137 ohms to 400 ohms.

Der vom Stromsteller 44 (vgl. 1) erzeugte Strom I_I ist im oberen Bereich dargestellt.The current controller 44 (cf. 1 ) generated current I_I is shown in the upper area.

Die asymmetrischen Y-Kapazitäten führen dazu, dass das Signal SIG 2 von einer Schwebungsfrequenz überlagert ist. Die Schwebungsfrequenz beträgt 25 Hz und damit die Hälfte der Netzfrequenz f_N = 50 Hz. Bei einer Netzfrequenz f_N = 60 Hz beträgt die Schwebungsfrequenz entsprechend 30 Hz.The asymmetrical Y-capacitors result in the signal SIG 2 being superimposed by a beat frequency. The beat frequency is 25 Hz and thus half of the mains frequency f_N = 50 Hz. At a mains frequency f_N = 60 Hz, the corresponding beat frequency is 30 Hz.

Für eine sichere Auswertung ist es vorteilhaft, die Auswertung über mindestens 2 Netzperioden durchzuführen. Hierdurch verlängert sich allerdings die Reaktionszeit. Die Erkennungszeit zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 hat im Ausführungsbeispiel 46 ms betragen.For a reliable evaluation, it is advantageous to carry out the evaluation over at least 2 mains periods. However, this increases the response time. In the exemplary embodiment, the detection time between times t1 and t2 was 46 ms.

Im unteren Bereich ist die Spannung U_PE am Widerstand 14 aufgetragen, die mit dem Versorgungsnetzsimulator messbar ist, bei einem gewöhnlichen Versorgungsnetz 10 allerdings nicht. Durch die Erhöhung des Widerstands 14 fällt bei gleichem Messstrom am Widerstand 14 eine höhere Spannung ab, und die Erhöhung des Widerstands 14 zum Zeitpunkt t1 ist gut erkennbar.In the lower area, the voltage U_PE is plotted at the resistor 14, which can be measured with the supply network simulator, but not with a normal supply network 10. As a result of the increase in resistance 14, a higher voltage drops across resistor 14 with the same measurement current, and the increase in resistance 14 at time t1 is clearly recognizable.

10 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel für das Netzteil 46 und den Stromsteller 44 von 1. Die Leitung 51 ist über eine Leitung 501 mit einem Punkt 508 verbunden. Der Punkt 508 ist über eine Diode 507 mit der Leitung 65 und über eine Diode 509 mit der Leitung 66 verbunden. Die Leitung 54 ist über eine Leitung 502 mit einem Punkt 511 verbunden. Der Punkt 511 ist über eine Diode 510 mit der Leitung 65 und über eine Diode 512 mit der Leitung 66 verbunden. Die Kathoden der Dioden 507, 510 zeigen in Richtung zur Leitung 65, und die Anoden der Dioden 509, 512 zeigen in Richtung zur Leitung 66. Dies ergibt einen Brückengleichrichter. Die Leitung 61, die auch in 1 vorhanden ist, ist über eine Zenerdiode 505 mit der Leitung 65 und über eine Zenerdiode 506 mit der Leitung 66 verbunden. Die Zenerdioden 505, 506 bewirken eine Spannungsbegrenzung an den Leitungen 65, 66 relativ zum Potenzial an der Leitung 61. Die Leitung 61 ist über einen Kondensator 503 mit der Leitung 65 und über einen Kondensator 504 mit der Leitung 66 verbunden, und die Kondensatoren 503, 504 bewirken eine Glättung der Spannungen an den Leitungen 65, 66. Die Leitung 61 ist über einen Widerstand 520 mit dem Minus-Eingang eines Operationsverstärkers 522 verbunden. Der Operationsverstärker 522 ist am Plus-Eingang mit der Leitung 73 verbunden, über die das Sollwertsignal I_S zugeführt wird. Der Ausgang des Operationsverstärkers 522 ist über eine Leitung 524 mit dem Minus-Eingang des Operationsverstärkers 522 verbunden, und hierdurch wird die Stromregelschleife gebildet. 10 shows a specific embodiment of the power supply 46 and the power controller 44 of 1 . The line 51 is connected to a point 508 via a line 501 . Point 508 is connected through a diode 507 to line 65 and through a diode 509 to line 66 . The line 54 is connected to a point 511 via a line 502 . Point 511 is connected through a diode 510 to line 65 and through a diode 512 to line 66 . The cathodes of diodes 507, 510 point towards line 65 and the anodes of diodes 509, 512 point towards line 66. This results in a bridge rectifier. The line 61, which is also in 1 is present is connected to the line 65 via a zener diode 505 and to the line 66 via a zener diode 506 . The zener diodes 505, 506 cause a voltage limitation on the lines 65, 66 relative to the potential on the line 61. The line 61 is connected through a capacitor 503 to the line 65 and through a capacitor 504 to the line 66, and the capacitors 503, 504 smooth the voltages on the lines 65, 66. The line 61 is connected via a resistor 520 to the negative input of an operational amplifier 522. The plus input of operational amplifier 522 is connected to line 73, via which setpoint signal I_S is supplied. The output of the operational amplifier 522 is connected to the negative input of the operational amplifier 522 via a line 524 and this forms the current control loop.

Die Leitung 65 dient zur positiven Stromversorgung des Operationsverstärkers 522, und die Leitung 66 zur negativen Stromversorgung.Line 65 is for the positive power supply of operational amplifier 522 and line 66 is for the negative power supply.

11 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Signale SIG1 und SIG2 nicht durch die Signalerfassungsanordnung 31 summiert und als gemeinsames Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 der Auswertevorrichtung zugeführt werden, sondern es werden ein erstes Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.1 und ein zweites Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.2 als getrennte Signale zugeführt. Das erste Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.1 ist abhängig vom ersten Signal SIG1 und das zweite Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.2 ist abhängig vom zweiten Signal SIG2. 11 shows a further embodiment in which the signals SIG1 and SIG2 are not summed by the signal detection arrangement 31 and fed to the evaluation device as a common signal detection arrangement signal SIG3, but instead a first signal detection arrangement signal SIG3.1 and a second signal detection arrangement signal SIG3.2 are fed as separate signals. The first signal detection arrangement signal SIG3.1 depends on the first signal SIG1 and the second signal detection arrangement signal SIG3.2 depends on the second signal SIG2.

12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 20 zum Überwachen eines Versorgungsnetzes 10. Das Versorgungsnetz 10 hat im Ausführungsbeispiel mindestens eine Phase L1, die am Anschluss 21 angeschlossen ist, ggf. Phasen L2, L3, sowie einen Neutralleiter N, der am Anschluss 24 angeschlossen ist. Der Neutralleiter N hat im Regelfall eine niedrige Spannung bzw. die Spannung 0 V. 12 shows a further embodiment of the device 20 for monitoring a supply network 10. In the exemplary embodiment, the supply network 10 has at least one phase L1, which is connected to the connection 21, possibly phases L2, L3, and a neutral conductor N, which is connected to the connection 24. The neutral conductor N usually has a low voltage or 0 V.

Der Stromsteller 44 ist über den Widerstand 62 mit der Leitung 54 verbunden, und es kann bei Anschluss des Versorgungsnetzes 10 eine Stromschleife vom Stromsteller 44 über den Widerstand 40, den Anschluss 25, das Versorgungsnetz 10, den Anschluss 24 und den Widerstand 62 zurück zum Stromsteller 44 fließen.The current controller 44 is connected to the line 54 via the resistor 62, and when the supply network 10 is connected, a current loop can be drawn from the current controller 44 via the resistor 40, the connection 25, the supply network 10, the connection 24 and the resistor 62 back to the current controller 44 flow.

Die Auswertung der Phase über den Differenzbildner 32 funktioniert wie in 1 beschrieben.
Der Neutralleiter N bzw. die Leitung 54 ist über den Widerstand 68 mit einem Punkt 469 verbunden. Der Punkt 469 ist über einen Widerstand 410 mit einem Punkt 411 verbunden. Der Punkt 411 ist über einen Widerstand 412 mit dem Schutzleiter 99 verbunden und über einen Widerstand 414 mit dem Punkt 69 verbunden. Der Punkt 69 ist mit der Auswertevorrichtung 30 verbunden.The evaluation of the phase via the difference generator 32 works as in 1 described.
The neutral conductor N or the line 54 is connected to a point 469 via the resistor 68 . Point 469 is connected to a point 411 through a resistor 410 . The point 411 is connected to the protective conductor 99 via a resistor 412 and to the point 69 via a resistor 414 . Point 69 is connected to evaluation device 30 .

Die Widerstände 68 und 410 einerseits und der Widerstand 412 andererseits bewirken eine Pegelanpassung für die Auswertevorrichtung 30, und der Widerstand 414 bewirkt eine Strombegrenzung.The resistors 68 and 410 on the one hand and the resistor 412 on the other hand cause a level adjustment for the evaluation device 30, and the resistor 414 causes a current limitation.

Die Signalerfassungsanordnung 31 ist dazu ausgebildet, das erstes Signal SIG1 an der Leitung 54 zu erfassen und der Auswertevorrichtung 30 das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 zuzuführen.The signal detection arrangement 31 is designed to detect the first signal SIG1 on the line 54 and to feed the signal detection arrangement signal SIG3 to the evaluation device 30 .

Messungen haben ergeben, dass das Signal SIG3 in der Praxis einen Netzfrequenzanteil aufweist. Dieser kommt durch die kapazitive Kopplung über die Y-Kondensatoren. Durch Anwendung des Bandpassfilters 300 von 4 oder eines anderen Bandpassfilters kann der Netzfrequenzanteil verringert werden, und es kann eine Auswertung mit der Auswertevorrichtung 30 von 1 - wie beschrieben - erfolgen.Measurements have shown that in practice the signal SIG3 has a mains frequency component. This comes from the capacitive coupling via the Y capacitors. By applying the bandpass filter 300 of 4 or another bandpass filter, the mains frequency component can be reduced, and an evaluation with the evaluation device 30 of FIG 1 - as described - take place.

Da üblicherweise das Versorgungsnetz 10 eine vergleichsweise niederohmige Verbindung zwischen dem Neutralleiter N und dem Schutzleiter PE hat, ist eine Messung weiterer Stromschleifen nicht erforderlich, sie kann aber ergänzend erfolgen.Since the supply network 10 usually has a comparatively low-impedance connection between the neutral conductor N and the protective conductor PE, it is not necessary to measure further current loops, but this can be done in addition.

Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.A wide range of variations and modifications are of course possible within the scope of the present invention.

Claims (24)

Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE), welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist, welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche erste Stromschleife (81, 84) mindestens einen Kondensator (63, 64) aufweist, dessen erster Anschluss in Richtung zum ersten Anschluss (21) verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller (44) verschaltet ist, wobei die erste Stromschleife (81, 84) mindestens einen Widerstand (60; 62) aufweist, welcher parallel zum Kondensator (63, 64) verschaltet ist, welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen und einer Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zuzuführen, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1), und welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84). Device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE), which device (20) has a first connection (21), has a second connection (22), a third connection (25), a current regulator (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) is connected to a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10) can be connected, which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to cause a current flow in a first current loop (81, 84 ) to allow which first current loop (81, 84) comprises the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which first current loop ( 81, 84) has at least one capacitor (63, 64) whose first terminal ss is connected in the direction of the first connection (21) and whose second connection is connected in the direction of the current controller (44), the first current loop (81, 84) having at least one resistor (60; 62) which is connected in parallel to the capacitor (63, 64), which device (20) is designed to generate an alternating current signal (I_I) in the first current loop (81, 84) via the current controller (44), which signal detection arrangement (31) is designed to generate a first signal (SIG1) at a specified to detect the first point of the first current loop (81, 84) and to supply an evaluation device (30) with a signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1) has first information about the impedance of the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) is dependent on the first signal (SIG1), and which evaluation device (30) is designed to generate an evaluation signal (OUT) as a function of the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which is dependent on the impedance of the first current loop (81, 84). Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, bei welcher die Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, als erstes Signal (SIG1) ein die Spannung am ersten Anschluss (21) charakterisierendes Signal zu erfassen.Device (20) after claim 1 , In which the signal detection arrangement (31) is designed to detect a voltage at the first terminal (21) characterizing signal as the first signal (SIG1). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der zweite Anschluss (22) mit einem zweiten aktiven Leiter (N; HOT2; L2) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer zweiten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche zweite Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den zweiten Anschluss (22) und wieder den Stromsteller (44) umfasst.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the second connection (22) can be connected to a second active conductor (N; HOT2; L2) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to do so when connected of the supply network (10) to allow a current flow in a second current loop (81, 84), which second current loop (81, 84) the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the second connection ( 22) and again includes the current controller (44). Vorrichtung (20) nach Anspruch 3, bei welcher die Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein zweites Signal (SIG2) an einem vorgegebenen zweiten Punkt der zweiten Stromschleife (81, 84) zu erfassen, welches zweite Signal (SIG2) eine zweite Information über die Impedanz der zweiten Stromschleife (81, 84) aufweist, und bei welcher das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1) und vom zweiten Signal (SIG2).Device (20) after claim 3 , in which the signal detection arrangement (31) is designed to detect a second signal (SIG2) at a predetermined second point of the second current loop (81, 84), which second signal (SIG2) contains second information about the impedance of the second current loop ( 81, 84) and in which the signal detection arrangement signal (SIG3) is dependent on the first signal (SIG1) and on the second signal (SIG2). Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Signalerfassungsanordnung (31) einen Addierer (67, 68) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3) als Summensignal des ersten Signals (SIG1) und des zweiten Signals (SIG2) zu bilden.device after claim 4 , wherein the signal detection arrangement (31) has an adder (67, 68) which is designed to form the signal detection arrangement signal (SIG3) as a sum signal of the first signal (SIG1) and the second signal (SIG2). Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher der Addierer (67, 68) einen Spannungsteiler aufweist.device after claim 5 , in which the adder (67, 68) has a voltage divider. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei welcher die Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, der Auswertevorrichtung (30) als Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3) ein erstes Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3.1) und ein zweites Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3.2) zuzuführen, welches erste Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom ersten Signal (SIG1) und welches zweite Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom zweiten Signal (SIG2).device after claim 4 , in which the signal detection arrangement (31) is designed to feed the evaluation device (30) as a signal detection arrangement signal (SIG3) a first signal detection arrangement signal (SIG3.1) and a second signal detection arrangement signal (SIG3.2), which first signal detection arrangement signal is dependent on the first signal ( SIG1) and which second signal detection arrangement signal is dependent on the second signal (SIG2). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Strommessvorrichtung (40) zur Erfassung eines den durch den Stromsteller (44) erzeugten Strom (I_I) charakterisierenden Messsignals (I_I_M) aufweist, und bei welcher die Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, das Auswertesignal (OUT) in Abhängigkeit vom Messsignal (I_I_M) zu erzeugen, wobei die Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, als Auswertesignal (OUT) ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn das Messsignal (I_I_M) einem zu niedrigen Wechselstromsignal (I_I) entspricht.Device (20) according to one of the preceding claims, which has a current measuring device (40) for detecting a measurement signal (I_I_M) characterizing the current (I_I) generated by the current controller (44), and in which the evaluation device (30) is designed to generate the evaluation signal (OUT) as a function of the measurement signal (I_I_M), the evaluation device (30) being designed to generate an error signal as the evaluation signal (OUT) if the measurement signal (I_I_M) corresponds to an alternating current signal (I_I) that is too low. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Wechselstromsignal (I_I) eine Messfrequenz (f_M) aufweist, welche im Bereich 75 Hz bis 625 Hz liegt, bevorzugt im Bereich 100 Hz bis 590 Hz.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the alternating current signal (I_I) has a measurement frequency (f_M) which is in the range from 75 Hz to 625 Hz, preferably in the range from 100 Hz to 590 Hz. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Wechselstromsignal (I_I) eine Messfrequenz (f_M) aufweist, welche ungleich einem ungeraden Vielfachen der Netzfrequenz (f_N) ist.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the alternating current signal (I_I) has a measurement frequency (f_M) which is not equal to an odd multiple of the mains frequency (f_N). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Frequenzmessvorrichtung (348) aufweist, welche Frequenzmessvorrichtung (348) dazu ausgebildet ist, einen die Netzfrequenz (f_N) charakterisierenden Frequenzmesswert (f_N_M) zu ermitteln, und welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Messfrequenz (f_N) in Abhängigkeit vom Frequenzmesswert (f_N_M) zu bestimmen.Device (20) according to one of the preceding claims, which has a frequency measuring device (348), which frequency measuring device (348) is designed to determine a frequency measurement value (f_N_M) characterizing the grid frequency (f_N), and which device (20) is designed to do so to determine the measurement frequency (f_N) as a function of the frequency measurement value (f_N_M). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Stromsteller (44) als Stromregler ausgebildet ist.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the current controller (44) is designed as a current controller. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) durch ein Bandpass-Filter (300) zu filtern, um eine Dämpfung im Bereich der Netzfrequenz (f_N) zu bewirken, wobei das Bandpass-Filter (300) als aktives Filter ausgebildet ist.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the evaluation device (30) is designed to filter the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) through a bandpass filter (300) in order to reduce attenuation in the range of the mains frequency (f_N). cause, wherein the bandpass filter (300) is designed as an active filter. Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE), welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist, welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen und einer Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zuzuführen, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1), welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84), welche Vorrichtung (20) eine Phasenregelschleife (344) aufweist, welche Phasenregelschleife (344) dazu ausgebildet ist, ein Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) derart durch einen geschlossenen Regelkreis zu erzeugen, dass die Phasenabweichung zwischen dem Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) und einer Phase (HOT1; HOT2; L1) der Versorgungsspannung (10) konstant ist.Device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE), which device (20) has a first connection (21), a second connection (22), a third connection (25), a current controller (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) can be connected to a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10), which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to enable a current flow in a first current loop (81, 84) when the supply network (10) is connected, which first current loop (81, 84) the current controller (44), the third connection (25 ), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which device (20) is designed to generate an alternating current signal (I_I) in the first current loop (81, 84) via the current controller (44), which signal detection arrangement (31) is designed to detect a first signal (SIG1) at a predetermined first point of the first current loop (81, 84) and to supply an evaluation device (30) with a signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1 ) has first information about the impedance of the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) is dependent on the first signal (SIG1), which evaluation device (30) is designed to generate, as a function of the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), an evaluation signal (OUT) which is dependent on the impedance of the first current loop (81, 84), which device (20) has a phase-locked loop (344 ) which phase-locked loop (344) is designed to generate a phase-locked loop signal (PLL_SIG) through a closed control loop in such a way that the phase deviation between the phase-locked loop signal (PLL_SIG) and a phase (HOT1; HOT2; L1) of the supply voltage (10) is constant is. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-13, welche eine Phasenregelschleife (344) aufweist, welche Phasenregelschleife (344) dazu ausgebildet ist, ein Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) derart durch einen geschlossenen Regelkreis zu erzeugen, dass die Phasenabweichung zwischen dem Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) und einer Phase (HOT1; HOT2; L1) der Versorgungsspannung (10) konstant ist.Device (20) according to any one of the preceding Claims 1 - 13 , which has a phase-locked loop (344), which phase-locked loop (344) is designed to generate a phase-locked loop signal (PLL_SIG) by a closed control loop in such a way that the phase deviation between the phase-locked loop signal (PLL_SIG) and a phase (HOT1; HOT2; L1) the supply voltage (10) is constant. Vorrichtung (20) nach Anspruch 14 oder 15, welche dazu ausgebildet ist, das Wechselstromsignal (I_I) in Abhängigkeit vom Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) zu beeinflussen.Device (20) after Claim 14 or 15 , which is designed to affect the AC signal (I_I) depending on the phase-locked loop signal (PLL_SIG). Vorrichtung (20) nach Anspruch 14 oder 15 oder 16, welche dazu ausgebildet ist, das Wechselstromsignal (I_I) mit einem vorgegebenen Frequenzfaktor mit dem Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) zu synchronisieren.Device (20) after Claim 14 or 15 or 16 , which is designed to synchronize the AC signal (I_I) with a predetermined frequency factor with the phase-locked loop signal (PLL_SIG). Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE), welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist, welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen und einer Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zuzuführen, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1), welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84), welche Auswertevorrichtung (30) einen Summierer (342) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) mit einem Phasensignal (346) zu summieren, welches Phasensignal (346) eine Frequenz aufweist, welche der Netzfrequenz der Stromversorgung (10) entspricht, um beim Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) eine Verringerung des Frequenzanteils der Netzfrequenz (f_N) zu bewirken.Device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE), which device (20) has a first connection (21), has a second connection (22), a third connection (25), a current regulator (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) is connected to a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10) can be connected, which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to cause a current flow in a first current loop (81, 84 ) to enable, which first current loop (81, 84) comprises the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which device (20 ) is designed to, via the current controller (44), an AC signal (I_I) in to generate the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement (31) is adapted to a first signal (SIG1) at a given to detect a first point of the first current loop (81, 84) and to supply an evaluation device (30) with a signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1) has first information about the impedance of the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) is dependent on the first signal (SIG1), which evaluation device (30) is designed to generate an evaluation signal (OUT) as a function of the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which is dependent on the impedance of the first Current loop (81, 84), which evaluation device (30) has a summer (342) which is designed to sum the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) with a phase signal (346), which phase signal (346) has a frequency which corresponds to the mains frequency of the power supply (10) in order to reduce the frequency component of the mains frequency in the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3). to effect frequency (f_N). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-17, bei welcher die Auswertevorrichtung (30) einen Summierer (342) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) mit einem Phasensignal (346) zu summieren, welches Phasensignal (346) eine Frequenz aufweist, welche der Netzfrequenz der Stromversorgung (10) entspricht, um beim Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) eine Verringerung des Frequenzanteils der Netzfrequenz (f_N) zu bewirken.Device (20) according to any one of the preceding Claims 1 - 17 , in which the evaluation device (30) has an adder (342) which is designed to add the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) to a phase signal (346), which phase signal (346) has a frequency which is the mains frequency of the power supply (10) in order to bring about a reduction in the frequency component of the mains frequency (f_N) in the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3). Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE), welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist, welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen und einer Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zuzuführen, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1), welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84), welche Auswertevorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Fouriertransformation des Signalerfassungsanordnungssignals (SIG1; SIG3) durchzuführen, um den Frequenzanteil der Messfrequenz (f_M) zu ermitteln.Device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE), which device (20) has a first connection (21), a second connection (22), a third connection (25), a current controller (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) can be connected to a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10), which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to enable a current flow in a first current loop (81, 84) when the supply network (10) is connected, which first current loop (81, 84) the current controller (44), the third connection (25 ), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which device (20) is designed to generate an alternating current signal (I_I) in the first current loop (81, 84) via the current controller (44), which signal detection arrangement (31) is designed to detect a first signal (SIG1) at a predetermined first point of the first current loop (81, 84) and to supply an evaluation device (30) with a signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1 ) has first information about the impedance of the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) is dependent on the first signal (SIG1), which evaluation device (30) is designed to generate an evaluation signal (OUT) as a function of the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which is dependent on the impedance of the first current loop (81, 84), which evaluation device is designed to carry out a Fourier transformation of the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) in order to determine the frequency component of the measurement frequency (f_M). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-19, bei welcher die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Fouriertransformation des Signalerfassungsanordnungssignals (SIG1; SIG3) durchzuführen, um den Frequenzanteil der Messfrequenz (f_M) zu ermitteln.Device according to one of the preceding Claims 1 - 19 , in which the evaluation device is designed to carry out a Fourier transformation of the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) in order to determine the frequency component of the measurement frequency (f_M). Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE), welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist, welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen und einer Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zuzuführen, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1), welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84), welche Vorrichtung (20) an ein Versorgungsnetz (20) ohne Neutralleiter anschließbar ist.Device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE), which device (20) has a first connection (21), has a second connection (22), a third connection (25), a current regulator (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) is connected to a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10) can be connected, which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to cause a current flow in a first current loop (81, 84 ) to enable, which first current loop (81, 84) comprises the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which device (20 ) is designed to, via the current controller (44), an AC signal (I_I) in to generate the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement (31) is designed to detect a first signal (SIG1) at a predetermined first point of the first current loop (81, 84) and to supply an evaluation device (30) with a signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1 ) has first information about the impedance of the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) depends on the first signal (SIG1), which evaluation device (30) is designed to do this, depending on the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3 ) to generate an evaluation signal (OUT), which depends on the impedance of the first current loop (81, 84), which device (20) can be connected to a supply network (20) without a neutral conductor. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1-21, welche an ein Versorgungsnetz (20) ohne Neutralleiter anschließbar ist.Device according to one of the preceding Claims 1 - 21 , which can be connected to a supply network (20) without a neutral conductor. Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE), welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist, welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen, welcher zweite Anschluss (22) mit einem zweiten aktiven Leiter (N; HOT2; L2) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer zweiten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche zweite Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den zweiten Anschluss (22) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen und einer Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zuzuführen, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1), welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein zweites Signal (SIG2) an einem vorgegebenen zweiten Punkt der zweiten Stromschleife (81, 84) zu erfassen, welches zweite Signal (SIG2) eine zweite Information über die Impedanz der zweiten Stromschleife (81, 84) aufweist, wobei das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1) und vom zweiten Signal (SIG2), welche Signalerfassungsanordnung (31) einen Addierer (67, 68) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3) als Summensignal des ersten Signals (SIG1) und des zweiten Signals (SIG2) zu bilden, und welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84).Device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE), which device (20) has a first connection (21), a second connection (22), a third connection (25), a current controller (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) can be connected to a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10), which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to enable a current flow in a first current loop (81, 84) when the supply network (10) is connected, which first current loop (81, 84) the current controller (44), the third connection (25 ), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which device (20) is designed to generate an alternating current signal (I_I) in the first current loop (81, 84) via the current controller (44), which second terminal (22) can be connected to a second active conductor (N; HOT2; L2) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to cause a current flow in a second current loop ( 81, 84), which second current loop (81, 84) comprises the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the second connection (22) and again the current controller (44), which signal detection arrangement (31) is designed to detect a first signal (SIG1) at a predetermined first point of the first current loop (81, 84) and to supply an evaluation device (30) with a signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1 ) has first information about the impedance of the first current loop (81, 84), which signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) is dependent on the first signal (SIG1), which signal detection arrangement (31) is designed to detect a second signal (SIG2) at a predetermined second point of the second current loop (81, 84), which second signal (SIG2) contains second information about the impedance of the second current loop (81, 84 ) having, wherein the signal detection arrangement signal (SIG3) is dependent on the first signal (SIG1) and on the second signal (SIG2), which signal detection arrangement (31) has an adder (67, 68) which is designed to form the signal detection arrangement signal (SIG3) as a sum signal of the first signal (SIG1) and the second signal (SIG2), and which evaluation device (30) is designed to generate an evaluation signal (OUT) as a function of the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which is dependent on the impedance of the first current loop (81, 84).
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