CN106663939A - 用于减少剩余电流的装置 - Google Patents

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Abstract

提出一种用于减少电路(2)中、特别是低压电线路中的剩余电流的装置(1)，其中所述装置(1)具有剩余电流传感器(3)和电流测量单元(4)，其中所述剩余电流传感器(3)的输出端连接至所述电流测量单元(4)的输入端，规定所述装置(1)具有降压单元(5)，所述降压单元(5)与所述电流测量单元(4)的输出端连接，并且所述降压单元(5)被设计为根据所测量的剩余电流的峰值来降低随后施加至所述装置(1)的电压，以将所测量的剩余电流限制在预定值，特别是30毫安。

Description

用于减少剩余电流的装置
技术领域
本发明涉及根据权利要求1所述的前序部分的用于减少电路中的剩余电流的装置。
背景技术
针对所谓的剩余电流或接地剩余电流的发生监测电路是众所周知的程序并且在大多数国家为法律所规定。如果该剩余电流被确认已超过了给定值，则上述电路由剩余电流断路器切断。使电路被切断的所述特定值例如为仅仅30毫安，其是人类心室纤维性颤动的极限。
此处的缺陷是，除了实际的故障源以外，电气设备的所有其他部分均同样被切断。在目前普遍的情况中，继续操作具有这种低阻接地连接的电气系统是不可能的。一旦尝试再次启动受影响的电路或受影响的电气系统，上述剩余电流断路器会被立即切断。系统只能在故障排除后才能重启。
发明内容
在此背景之下，本发明的目标是提供一种上述类型的装置，该装置能够克服所指出的缺陷，并且当剩余电流出现并且其产生原因持续存在时，能够维持电气设备的有限的运转。
该目标是通过根据本发明的权利要求1所述的特征实现。
由此，当剩余电流出现并且其产生原因持续存在时，如果导致接地连接的故障不是极低阻的，则能够维持电气设备的有限的运转。以此方式，例如，计算机系统或简易的照明设备仍然可以运行。由于存在于该开关模式电源中的电源电压可以在宽范围内变化，因此可以实际上无限制地使用具有较低功耗和开关模式电源的电气设备。这意味着，例如，直到电气技师到达之前，个人仍可以在电脑上继续工作。因此，电网接入点，例如，能够继续运行。
从属权利要求涉及本发明的其他有益的实施例。
本发明还涉及根据权利要求8所述的一种用于减少电路中的剩余电流的方法。
因此，本发明的目标是提供一种上述类型的方法，该方法能够克服上述指出的缺陷，并且当剩余电流出现并且其产生原因持续存在时，能够维持电气设备的有限的运转。
根据本发明，该目标通过权利要求8的特征实现。
因此，根据权利要求1所述的装置能够实现上述要求的有益效果。
此处明确引用了本专利权利要求中的用语，因此，权利要求通过引用被包含在此处的描述中，并且被认为是逐字引用的。
附图说明
将在下面参考附图更详细地描述本发明，在附图中，仅通过示例呈现了一个优选的实施例。在该情况中，单个图示出了用于减少电路中的剩余电流的根据本发明的装置的实施例的框图或程式化描述。
具体实施方式
该图示出了用于减少电路2中(特别是低压电线路中)的剩余电流的装置1，其中所述装置1具有剩余电流传感器3和电流表4，其中所述剩余电流传感器3的输出端连接至所述电流表4的输入端，其中所述装置1具有与所述电流表4的输出端连接的降压单元5，以及其中所述降压单元5被配置为根据所测出的剩余电流的大小来降低存在于所述装置1的下游的电压，以将所测出的剩余电流限制在指定的数值，特别是30毫安。
因此，当剩余电流出现并且其产生原因持续存在时，如果导致接地连接的故障不是极低阻的，则能够维持电气设备13的有限的运转。以此方式，例如，计算机系统或简易的照明设备仍然可以运行。由于存在于该开关模式电源中的电源电压可以在宽范围内变化，因此可以实际上无限制地使用具有较低功耗和开关模式电源的电气设备13。这意味着，例如，直到电气技师到达之前，个人仍可以在电脑上继续工作。因此，电网接入点，例如，能够继续运行。
根据本发明的装置1适用于低压电网领域，特别是电能的终端用户领域。术语低压在此处特别包含最大值为400伏交流电压或600伏直流电压的范围内的电压。优选地，规定根据本发明的装置1仅被布置于大型电气设施环境的单一电路中。优选地，根据本发明的装置1不适用于高压或中压技术的领域，也不适用于市政的、地区的或跨地区的能源分布系统的领域。
当所谓的剩余电流或接地剩余电流出现时，根据本发明的装置可用来降低故障部位的电压，使其达到对人类或系统没有危害的程度，也使得剩余电流断路器(此处未示出)不跳闸。剩余电流的通常的极限值在个人防护领域是30毫安并且在消防和系统保护的领域是300毫安，均在240伏的电网中。然而，也可以在该情况中规定不同的极限值。
所述装置1意欲安装在电气系统的配电箱的区域中，并且该装置相应地具有至少两个输入端17以用来接入至少一个中性线N和相位线L，并且该装置还具有与输入端17的数量相对应的若干输出端18。可以以下方式将所述装置1集成至电气环境中：任何可设想的故障仅期望在装置1的输出端18处出现，因为所有的电力用户或设备13的部件均连接在所述装置1的下游。
用于减少电路2或局部电路中的剩余电流的装置1具有剩余电流传感器3和电流表4。所述剩余电流传感器3在此处可以按照已知的方式被配置为总和电流互感器，其中所述供电线N、L形成初级导体，并且另外还提供次级绕组。在剩余电流断路器的领域中，该总和电流互感器是已知的。也可以规定的是，剩余电流传感器3被不同地配置，例如，包括福斯特探针、霍尔传感器或分路电阻器。
电流表连接到剩余电流传感器3的输出端。在该情况中，也可以规定的是，剩余电流传感器3的至少部分和电流表4的至少部分被配置在一个部件中。
装置1具有降压单元5，来以预定义方式降低或减小电路2中的电压。因此，与在装置1的输入端17处存在的电压相比，在装置1的输出端18处存在的电压被降低。
降压单元5连接至电流表4的输出端，并且其被配置用于根据所测量的剩余电流的大小来降低在装置1的下游存在的电压，以将所测量的剩余电流限制在指定的数值或相应地减小该值。
在该情况中，可以规定的是，装置1持续地测量正在出现的剩余电流，并且在所述电路2中相应地干预以调节该剩余电流。然而，还可以规定的是，在电力系统的正常运行期间，装置不能被操作，因为其在电路2被剩余电流断路器切断后只能或必须由用户启动。
降压单元5串联地连接在电路2的线路6中，由此建立装置1的输入端17之一和输出端18之一之间的连接。
根据所述优选的实施例，降压单元5具有控制和/或调节单元7，其中所述电流表4的输出端与所述控制和/或调节单元7的输入端连接，因此，任何实际上可能出现的剩余电流均可作为受控变量来使用。
按照根据本发明的实施例，降压单元5具有用于在正常运行支线9和衰减支线10之间切换的切换单元8。正常运行支线9优选地是在所述输入端17之一和相应的输出端18之间的覆镀通孔。所述切换单元8可以被机电地配置，也可以借助于半导体元件来配置。
优选地，在所述衰减支线10中具有至少一个电阻器11，其中优选地设置欧姆电阻器。基于通过示例描述的根据本发明的实施例，规定所述电阻器11包括可调电阻器15或其被配置为可调电阻器15，并且所述可调电阻器15与所述控制和/或调节单元7连接。这允许对所述电路2内的压降施加直接的影响。在该情况中，可切换的电阻级联也可以被视为可调电阻器15。
优选地，所述可调电阻器15具有连接至所述控制和/或调节单元7的至少一个晶体管12。
所述装置还具有至少一个信号输出端16和/或一个信号部件14，一旦所述装置1降低了在其输出端18处的电压，它们就被主动地切换。
在该情况中，为了减少电路2中的剩余电流，优选地规定的是，正在出现的剩余电流被剩余电流传感器3所获取并且随后被电流表4所测量。所述电路2中的电阻器11通过所述切换单元8进行切换。一旦所述控制和/或调节单元7检测到瞬间出现的剩余电流已超过预定义的切换值，就可手动地或自动地完成该切换。该切换值可以与剩余电流的预定义值或极限值相同。优选地，然而，所述切换值小于所述极限值，例如，其相当于所述极限值的80％，以使得当所述出现的剩余电流达到所述极限值的80％时，有关的切换已发生。
随后，控制和/或调节单元7根据所测量的剩余电流的大小来调节所述电阻器11或所述可调电阻器15的电阻值，以将所测量的剩余电流限制到预定义值，特别是30毫安。这导致所述装置1的输出端18处存在的电压的降低。在该情况中，可以规定的是，该电压仅被降低到预定义值，并且如果电压降到该值以下，所述装置1的断路器(此处未示出)会跳闸，并且因此整个电网2被切断。

Claims (8)

1.一种用于减少电路(2)中、特别是低压电线路中的剩余电流的装置(1)，其中所述装置(1)具有剩余电流传感器(3)和电流表(4)，其中所述剩余电流传感器(3)的输出端连接至所述电流表(4)的输入端，其特征在于，所述装置(1)具有与所述电流表(4)的输出端连接的降压单元(5)，并且其中所述降压单元(5)被配置为根据所测量的剩余电流的大小来降低存在于所述装置(1)的下游的电压，以将所测量的剩余电流限制在预定义值，特别是30毫安。
2.根据权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，所述降压单元(5)串联地连接在所述电路(2)的线路(6)中。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1)，其特征在于，所述降压单元(5)具有控制和/或调节单元(7)，其中所述电流表(4)的输出端连接至所述控制和/或调节单元(7)的输入端。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的装置(1)，其特征在于，所述降压单元(5)具有用于在正常运行支线(9)和衰减支线(10)之间切换的切换单元(8)。
5.根据权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，在所述衰减支线(10)中具有至少一个电阻器(11)。
6.根据权利要求5所述的装置(1)，其特征在于，所述电阻器(11)包括可调电阻器(15)，其中所述可调电阻器(15)连接至所述控制和/或调节单元(7)。
7.根据权利要求5或6所述的装置(1)，其特征在于，所述可调电阻器(15)具有连接至所述控制和/或调节单元(7)的晶体管(12)。
8.一种优选地通过根据权利要求1-7中任一项所述的装置(1)来减少电路(2)中、特别是低压电线路中的剩余电流的方法，其中正在出现的剩余电流被剩余电流传感器(3)所获取并且被电流表(4)所测量，其中如果所述测量的剩余电流超过了预定义的切换值，则所述电路(2)中的电阻器(11)通过切换单元(8)进行切换，以及其中控制和/或调节单元(7)根据所测量的剩余电流的大小来调节所述电阻器(11)的电阻值，以将所测量的剩余电流限制到预定义值，特别是30毫安。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1304198A (zh) * 1999-11-30 2001-07-18 Ge克里普萨尔中国有限公司 剩余电流断路器
US20090229847A1 (en) * 2008-02-12 2009-09-17 Rolls-Royce Plc Earthing arrangement for a DC electrical system and a method of operating an earthing arrangement for a DC electrical system
CN101926069A (zh) * 2008-01-23 2010-12-22 西门子公司 用于安全地重接剩余电流保护开关的控制设备
US20120056718A1 (en) * 2008-02-21 2012-03-08 Infineon Technologies Ag Transponder and method for operating a transponder
CN102394491A (zh) * 2011-09-27 2012-03-28 无锡智卓电气有限公司 一种剩余电流保护电路
CN102870186A (zh) * 2010-03-19 2013-01-09 伊顿工业（奥地利）有限公司 剩余电流断路器
DE102011055371A1 (de) * 2011-11-15 2013-05-16 Sma Solar Technology Ag Leistungsbegrenzte Generatorerdung
US20130314828A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Mersen Usa Newburyport-Ma, Llc Fault current limiter
CN103500984A (zh) * 2013-10-08 2014-01-08 长城电器集团有限公司 小型剩余电流断路器电路

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AT144304B (de) 1935-03-12 1936-01-10 Siemens Ag Anordnung zur Fehlerstrombegrenzung bei Gestellschluß elektrischer Maschinen oder Apparate.
SU1473000A1 (ru) 1986-05-08 1989-04-15 Ленинградский электротехнический институт Устройство дл ограничени токов замыкани на корпус в судовой электроэнергетической системе
WO2006083334A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Georgia Tech Research Corporation Active current surge limiters
US8064178B2 (en) * 2008-06-26 2011-11-22 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for balancing current through an interrupt device

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1304198A (zh) * 1999-11-30 2001-07-18 Ge克里普萨尔中国有限公司 剩余电流断路器
CN101926069A (zh) * 2008-01-23 2010-12-22 西门子公司 用于安全地重接剩余电流保护开关的控制设备
US20090229847A1 (en) * 2008-02-12 2009-09-17 Rolls-Royce Plc Earthing arrangement for a DC electrical system and a method of operating an earthing arrangement for a DC electrical system
US20120056718A1 (en) * 2008-02-21 2012-03-08 Infineon Technologies Ag Transponder and method for operating a transponder
CN102870186A (zh) * 2010-03-19 2013-01-09 伊顿工业（奥地利）有限公司 剩余电流断路器
CN102394491A (zh) * 2011-09-27 2012-03-28 无锡智卓电气有限公司 一种剩余电流保护电路
DE102011055371A1 (de) * 2011-11-15 2013-05-16 Sma Solar Technology Ag Leistungsbegrenzte Generatorerdung
US20130314828A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Mersen Usa Newburyport-Ma, Llc Fault current limiter
CN103500984A (zh) * 2013-10-08 2014-01-08 长城电器集团有限公司 小型剩余电流断路器电路

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