CN110865311A - 检测直流或交流电流的设备、包括其的模块和保护单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于检测在电气设施的电力线中流动的直流或交流电流的设备，该设备包括与交流电流传感器相关联的直流电流传感器和电流测量电路。本发明还涉及用于防止电气故障的模块以及电气保护装置。
Description
技术领域
本发明涉及用于检测由于电气设施中的隔离故障而在该设施的电力线中流动的直流或交流电流的设备。
本发明还涉及用于防止电气故障的模块以及电气保护装置。
背景技术
用于检测故障电流的设备非常广泛地用在通过交流电流网络供电的电气设施中。这些设备的功能是检测通常在电网和设施的地(earth or ground)之间流动的任何故障电流，也称为泄漏电流。故障电流是网络相对于地的隔离缺陷的出现，且必须在损坏发生前消除。这些设备形成工业或家用电气设施的一部分。
随着电子负载(例如电动车充电站或通过光伏板发电)的发展，故障电流的性质已发生变化：电子整流器和电压或频率转换器的存在导致连续或脉冲故障电流的存在。因此，有必要安装适用于检测任何类型的交流电流的保护设备，无论是连续的还是脉冲的。这种设备必须在能够检测高频下的高幅度电流的同时也能够检测小幅度的故障电流以保护人员，例如，在50Hz的电网频率下幅度为30mA的电流。然而，无论要检测的电流频率如何，这种设备都必须在电流幅度超过上限时保持工作状态，以产生警报，并且如果有必要，激活有故障的电路部分的断开。
专利申请EP 0356248 A1描述了一种直流电流传感器，其使用基于磁芯的受控饱和的磁通门技术来操作。这种类型的传感器具有在相对较宽频率范围内检测低强度直流或交流电流的能力。然而，在给定幅度电平以上，待测电流干扰磁芯的受控饱和，这使得检测系统不起作用。
文献DE 10128311 A1描述了一种直流电流传感器，其使用两个磁路：第一磁路用作待测电流的变压器，第二磁路用于从测量信号中减去由待测电流产生的高频分量和180°相移分量组成的信号。这种传感器能够检测频率范围从连续变化到10kHz并且幅度在10mA和400mA之间的电流。
专利申请EP 1533880 A1描述了一种使用磁路的故障电流传感器，当故障电流包含大于激励频率的一半的频率时，磁路的激励频率可以变化以避免谐振效应。
专利申请EP 3232526 A1描述了一种用于检测故障电流的设备，该设备具有用于通过叠加在故障电流上的高频电流来检测磁路饱和的系统。
本发明涉及一种用于检测直流或交流电流的设备，该设备能够检测那些比根据现有技术文献能够实现的幅度和频率范围更大的幅度和频率范围内的电流。
发明内容
为此，本发明涉及一种用于检测直流或交流电流的设备，包括：
-直流电流传感器，包括：
-第一磁路，至少一个电流导体穿过该第一磁路，待检测故障电流在该电流导体中流动，所述电流导体形成第一初级电路，
-第一绕组，缠绕在所述第一磁路周围，以形成第一次级电路并提供表示故障电流的第一信号，以及
-生成器，连接到第一绕组的端子，以产生用于激励第一磁路的交流
电流，以及
-电流测量电路，
-交流电流传感器，其包括第二磁路，第二绕组缠绕在该第二磁路周围，以提供表示在电流导体中流动的故障电流的第二信号，所述第二绕组与第一绕组和电流测量电路串联连接，该电流导体穿过所述第二磁路，故障电流在该电流导体中流动，所述电流导体形成第二初级电路。
有利地，连接第一绕组和第二绕组，使得表示在电流导体中流动的故障电流的第一信号和第二信号同相。
有利地，第一初级电路包括第一数量的初级线匝，第一绕组包括第一数量的次级线匝，第二初级电路包括第二数量的初级线匝，并且第二绕组包括第二数量的次级线匝，第一数量的初级线匝与第一数量的次级线匝的比率基本上等于第二数量的初级线匝与第二数量的次级线匝的比率。
优选地，电流测量电路包括用于提供测量信号的测量电阻器。
有利地，第二绕组和测量电阻器被布置成形成截止频率在1至1000Hz之间的第一低通滤波器。
有利地，第二低通滤波器连接到电流测量电路，以提供表示故障电流低频分量的滤波信号。
优选地，第二低通滤波器对频率进行滤波，以遵循人类对电流的灵敏度的参考曲线。
优选地，第二低通滤波器具有30至300Hz之间的截止频率。
有利地，第一比较器连接到第二低通滤波器的输出，以便当滤波信号高于第一阈值时发射第一故障信号。
有利地，信号电平测量电路连接到电流测量电路，以提供表示测量信号最大电平的信号。
有利地，第二比较器连接到信号电平测量电路的输出，以便当第二比较器发射的信号的最大电平高于第二阈值时，发射第二故障信号。
有利地，异常频率检测电路连接到第一绕组，以测量激励交流电流的频率分量，并且当所述激励交流电流的至少一个频率分量位于预定义下限频率和预定义上限频率之间时，提供第三故障信号。
优选地，下限频率在1kHz至10kHz之间，上限频率在20kHz至200kHz之间。
有利地，直流电流传感器包括至少一个电压分路调节器，电压分路调节器用于当在电流导体中流动的故障电流超过预定义限制幅度时，限制第一绕组的端子处的电压增加。
本发明还涉及一种用于防止电气故障的模块，包括：
-至少一个上游端子和至少一个下游端子，上游端子用于连接到电网的电力线，下游端子用于连接到配电线(energy distribution line)，
-至少一个电流导体，其连接在上游连接端子和下游连接端子之间，
-诸如上述设备的设备，用于检测在至少一个电流导体中流动的故障电流，以及
-处理模块，其连接到：
-第一比较器，用于接收第一故障信号，
-第二比较器，用于接收第二故障信号，以及
-异常频率检测电路，用于接收第三故障信号，
所述处理模块被设计成当所述处理模块接收到第一或第二或第三故
障信号时提供警报或命令信号。
本发明还涉及一种电气保护装置，包括：
-至少一个用于连接到电网的元件和至少一个用于连接到配电线的元件，
-与至少一个电流导体串联连接电开关，位于用于连接到电网的元件和用于连接到配电线的元件之间，所述电开关被布置成允许或中断在至少一个电流导体中的直流或交流故障电流的流动，
-用于控制电开关的打开的打开控制机构，
-设计成致动打开控制机构的致动器，以及
-用于防止电气故障的模块，诸如上述用于检测在至少一个电流导体中流动的故障电流的模块，所述电保护模块连接到致动器，以便当保护模块提供警报或命令信号时引起电开关的打开。
附图说明
通过以下对本发明特定实施例的描述，其它优点和特性特征将更加清楚地显现出来，这些实施例是通过非限制性示例提供的，并在附图中示出，其中：
-图1以框图的形式示出了根据本发明的用于检测电流的设备；
-图2示出了与交流电流传感器和测量电路相关联的直流电流传感器的实施例的详细图；
-图3示出了为图2所示的直流电流传感器设计的限压器的详细图；
-图4示出了取决于待检测电流的频率和幅度的、电流检测设备的工作区域，
-图5以框图的形式示出了用于防止电气故障的模块，以及
-图6示出了电气保护装置的框图。
具体实施方式
图1以框图的形式示出了用于检测在电流导体2中流动的直流或交流电流的设备1。检测设备1优选地用于检测电气设施中的差动故障电流lf，在单相设施的情况下，电流导体2表示两个铜导体或铜导条或一组铜导条，在三相设施的情况下，电流导体2至少表示三相导体和可选地表示中性导体。因此，检测到的电流是被称为“差动电流”的电流。检测设备1包括与交流电流变压器30和电流测量电路20串联连接的直流电流传感器10，所述电流测量电路与交流电流变压器30串联连接。由直流电流传感器10、交流电流传感器30和测量电路20形成的组件允许检测和测量包括连续分量和/或一个或多个交流分量的电流。
直流电流传感器10包括：
-第一磁路11，电流导体2穿过第一磁路11，待检测故障电流If在电流导体2中流动，所述电流导体2形成第一初级电路12，
-第一绕组13，缠绕在所述第一磁路11周围，以形成第一次级电路，并提供表示在电流导体2中流动的故障电流If的第一信号ls1，
-生成器14，连接到第一绕组13的端子，以产生用于激励第一磁路11的交流电流lg。
生成器14产生具有振荡频率Fosc的交流电信号，造成施加到第一绕组13的交流激励电流lg。激励电流lg在第一磁路11中感应出磁场。生成器14被布置成使得磁场交替地在给定方向上饱和，然后在与第一磁路11相反的方向上饱和。如果有故障电流lf在电流导体2中流动，则磁路11中发生磁场的偏移，并产生表示故障电流lf的第一信号ls1，该第一信号ls1叠加在由生成器产生的激励电流lg上。当待检测故障电流lf具有高于振荡频率Fosc的频率谐波时，这种工作原理有一个缺点。事实上，第一磁路11的饱和导致采样效应，并且可以观察到高于故障电流lf中包含的振荡频率Fosc的频率的混叠。因此，必须彻底过滤高于振荡频率Fosc的谐波分量。
交流电流传感器30包括第二磁路31，电流导体2穿过第二磁路31，电流导体2中的电流lf要被检测，所述电流导体2形成第二初级电路32。第二绕组33缠绕在第二磁路31周围，以提供第二信号ls2。原则上，第二信号ls2表示包含在故障电流lf中的交流分量，交流电流传感器30以电流变压器的方式工作。第二绕组33与第一绕组13和电流测量电路20串联连接。以这种方式，测量电路20测量由第一信号ls1和第二信号ls2叠加形成的信号。由于生成器14连接到第一绕组13的端子，激励电流lg经由生成器14在回路中回流，因此激励电流lg不在测量电路20中流动。
第一电流传感器10被设计成检测故障电流lf中包含的连续分量和低频分量。然而，第一磁路11、第一初级电路12和第一绕组13形成交流电流的电流变压器。这种效应通常被认为是第一传感器的与上述混叠效应相关联的缺点。为了减少与混叠相关联的效应，连接第一绕组13和第二绕组33，使得第一信号ls1和第二信号ls2同相。绕组的缠绕方向由图1中的点表示。以这种方式，对于故障电流lf的正交替(positive alternation)，表示故障电流lf的第一信号ls1和第二信号ls2也将是正的。这同样适用于故障电流lf的负交替(negative alternation)。此外，第一初级电路12包括第一数量的初级线匝Np1，第一绕组13包括第一数量的次级线匝Ns1，第二初级电路32包括第二数量的初级线匝Np2，并且第二绕组33包括第二数量的次级线匝Ns2，第一数量的初级线匝Np1与第一数量的次级线匝Ns1的比率基本上等于第二数量的初级线匝Np2与第二数量的次级线匝Ns2的比率，即Np1:Ns1≈Np2:Ns2。优选地，比率Np1:Ns1等于比率Np2:Ns2，以对于给定故障电流lf，获得相同值的第一信号ls1和第二信号ls2。比率Np1:Ns1和比率Np2:Ns2之间可以存在差异，以在给定频率范围内调节第一信号ls1和第二信号ls2的相等性。事实上，第一磁路11和第二磁路31的组成可以不同，从而导致直流电流传感器10和交流电流传感器30之间的不同的频率响应。表达“基本上等于”对应于比率Np1:Ns1和比率Np2:Ns2之间0％至10％的差异。
图2示出了直流电流传感器10、交流电流传感器30和测量电路20的详细图。添加有第一信号ls1的激励电流lg通过第一绕组13。电流ls1和ls2通过第二绕组33。连接到第一绕组13的端子的生成器14具有在第一绕组13中循环电流lg的功能，因此，电流lg不在第二绕组33中流动。反之亦然，因为第一信号ls1基本上等于第二信号ls2，所以没有由ls1和ls2之间的差异导致的电流在生成器14中流动。本发明的这种技术效果减少了由故障电流lf引起的频率干扰对生成器14的影响。
电流测量电路20可以是电流-电压转换器。然而，这种转换器的测量作用受限于形成它的电路的电源电压。优选地，电流测量电路20包括用于提供测量信号21的测量电阻器Rm。第一信号ls1和第二信号ls2所通过的测量电阻器Rm提供反映通过它的电流的电压，即使在高电流电平的情况下也不饱和。而且，与第二绕组33串联连接的测量电阻器Rm巧妙地形成了L-R型的第一低通滤波器，第二绕组33缠绕在第二磁路31周围，第二绕组33变现为相对于第一信号ls1的电感的方式。因此，包括振荡频率Fosc的高频分量将被消除，并且只有包含在第一信号ls1中的连续分量和低频分量将被测量电路20测量。所述第一低通滤波器的截止频率在1至1000Hz之间。由于第二绕组33的电感的可变性，所述截止频率可以有很大的变化，这与形成第二磁路31的磁性材料的特性的可变性密切相关。为了减少这种可变性，第二低通滤波器40连接到电流测量电路20，以提供表示故障电流lf的低频分量的滤波信号41。优选地，第二低通滤波器40对频率进行滤波，以遵循人类对电流的灵敏度的参考曲线。该参考曲线确定对于等于50Hz或60Hz的网络频率F1的高灵敏度，例如30mA，以及对于更高频率的低灵敏度，例如400Hz下为100mA。优选地，第二低通滤波器40具有30至300Hz之间的截止频率Fc1。
第一比较器50连接到第二低通滤波器40的输出，以当滤波信号41高于第一阈值S1时发射第一故障信号51。所述第一阈值S1是预定义的，并且允许使用形成本发明主题的检测设备来保护物体和人员免受电源故障的影响。例如，固定为30mA的第一阈值S1允许发射第一故障信号，以保护人员免于接触意外通电的装备的可触及部分。第一阈值S1也可以固定为300mA，以防止电源火灾的风险。第一阈值S1优选地在10mA和1A之间可调。
故障电流，例如幅度为10安培、频率为10kHz的故障电流，即使它在人类对电流的灵敏度的参考曲线之外，也可能是火灾的起因。这就是为什么信号电平测量电路60连接到电流测量电路20，以提供表示测量信号21的最大电平的信号61。第二比较器70连接到信号电平测量电路60的输出，以便当由第二比较器70发射的信号的最大电平高于第二阈值S2时，发射第二故障信号71。第二阈值S2优选在1至10安培之间。信号电平测量电路60与包括第二低通滤波器40和第一比较器50的处理链(processing chain)并行且独立地工作。
第一电流传感器10的生成器14的工作可能受到强的、连续的或非常低频的电流的干扰，该电流例如由诸如变速器的电子负载中的隔离缺陷引起。这种电流以不受控的方式饱和第一磁路的磁性材料，使得生成器14以与其标称工作频率非常不同的频率Fosc工作，特别是当生成器14自振荡时。为了检测振荡频率Fosc的任何异常偏差，异常频率检测电路80连接到第一绕组13，以测量饱和交流电流的频率分量。所述异常频率检测电路80包括连接到生成器14的频率测量电路83，以测量生成器的频率Fosc，以及连接到频率测量电路83的第三比较器84，以将测量的频率值Fosc与下限频率FL_BF和上限频率FL_HF进行比较。当频率Fosc的值在预定义下限频率FL_BF和预定义上限频率FL_HF之间时，第三比较器84发射第三故障信号81。优选地，下限频率FL_BF在1kHz至10kHz之间，并且上限频率FL_HF在20kHz和200kHz之间。
当在电流导体2中流动的故障电流lf超过预定义限制幅度Icrête时，通过使用电压分路调节器15以用于限制由第一绕组的端子处的电压增加而引起的生成器14的电源的任何电压增加，电流检测设备1的性能得以进一步提高。分路调节器15具有降低由第一磁路11、第一初级电路12和第一绕组13形成的电流变压器的负载电阻的效果。在图2所示的第一电流传感器的详细图中，第一分路调节器15连接在正电源+Vcc和参考电位之间，第二分路调节器15连接在负电源-Vcc和参考电位之间。
图3示出了分路调节器15的详细图。电压基准U2，例如具有制造商TexasInstruments的基准TL431的电路，固定基准电位，例如2.75伏。当正电源+Vcc趋于增加时，PNP型晶体管TR1开始导通，这将会增加其集电极中的电流，其中晶体管TR1的发射极连接到正电源+Vcc，其基极连接到基准电压。因此，只要电压+Vcc超过其标称电压，第一绕组13在过电压的起点处必须提供更大的电流，并因此保持在电流变压器模式。这样，对于给定的故障电流lf，即使远高于第一阈值S1或第二阈值S2，第一信号ls1仍然基本上等于第二信号ls2，并且第一磁路11没有被故障电流lf饱和。第一电阻器R1限制晶体管TR1的基极中的电流，与电压基准U2串联连接的第二电阻器R2和第三电阻器R3限制电压基准U2的电源电流。由第四电阻器R4和第五电阻器R5形成的分压电桥(divider bridge)向电压基准U2提供电压+Vcc的映像。第六电阻器R6限制晶体管TR1的集电极中的电流。电容器C1连接到第五电阻器R5的端子，以过滤高频干扰。其他实施例，例如使用Zener二极管或电压调节器电路，制造商Texas Instruments的基准电压源TPS7A3901，可以用于降低由第一磁路11、第一初级电路12和第一绕组13形成的电流变压器的负载电阻，并因此增加由检测设备1检测的电流的幅度范围。
图4示出了取决于故障电流lf的频率和幅度的、电流检测设备的工作区域。直流电流传感器10在第一低强度低频率区域Z1中工作。该第一区域包含0到网络频率F1之间的频率和0到第二阈值S2之间的强度。交流电流传感器30在与高于网络频率F1的频率和低于第二阈值S2的强度相对应的第二区域Z2中工作。信号电平测量电路60和第二比较器70在与高于网络频率F1的频率和高于第二阈值S2的强度相对应的第三区域Z3中有效。异常频率检测电路80在与低于网络频率F1的频率和高于第二阈值S2的强度相对应的第四区域Z4中有效。第三区域Z3和第四区域Z4重叠。
人类对电流的灵敏度的参考曲线要求在从连续到网络频率F1的频率范围内检测高于第一灵敏度阈值S1bf的故障电流，随后对于高于过渡频率F2的频率，检测高于第二灵敏度阈值S1hf的电流。第二低通滤波器40对频率进行滤波，以遵循人类对电流的灵敏度的所述参考曲线。因此，当滤波信号41的幅度大于S1bf并且故障电流lf的频率小于网络频率F1时，第一比较器50提供第一故障信号51。当滤波信号41的幅度高于S1hf并且故障电流lf的频率高于过渡频率F2时，第一比较器也提供第一故障信号51。检测设备1按照规范确保人员在非常宽的频率范围(包括直流电流)内免受故障电流lf的影响。
根据本发明的直流或交流电流检测设备能够在极其宽的幅度和频率范围内检测电流，而没有盲区。在本发明的工业实施例中，不同电路的工作导致区域重叠，这增加了设备的操作安全性。
本发明还涉及用于防止电气故障的模块100，在图5中以框图的形式示出。所述模块包括：
-至少一个上游端子101和至少一个下游端子102，上游端子101用于连接到电网的电力线7，下游端子102用于连接到配电线8。
-电流导体2，其连接在上游连接端子101和下游连接端子102之间，
-设备1，用于检测在电流导体2中流动的故障电流lf，所述检测设备1是如上所述的这种设备，
-处理模块110，其连接到：
-第一比较器50，用于接收第一故障信号51，
-第二比较器70，用于接收第二故障信号71，以及
-异常频率检测电路80，用于接收第三故障信号81。
处理模块110包括用于处理第一、第二和第三故障信号并在第一或第二或第三故障信号51、71、81激活时提供警报或命令信号111的电路。处理模块110可以通过有线逻辑功能或者也可以通过一个或多个可编程组件(诸如微处理器)形成。
保护模块100是电气设施的独立子组件，其旨在与用于发信号通知存在电气故障的信号设备协作或者与用于断开故障电路部分的电气断开设备协作。如图5所示，保护模块100拟安装在三相电气设施中。在单相或多相设施的情况下，其操作没有变化，只有连接端子7、8和电流导体2的数量有变化。
本发明还涉及图6所示的电气保护装置120。所述电气保护装置包括：
-至少一个元件121和至少一个元件122，元件121用于连接到电网，元件122用于连接到配电线8，
-电开关140，其与至少一个电流导体2串联连接，位于用于连接到电网的元件121和用于连接到配电线的元件122之间，所述电开关140被布置成允许或中断至少一个电流导体2中的直流或交流电流lf的流动，以及
-机构131，用于控制电开关140的打开，
-致动器135，被设计成致动打开控制机构131，以及
-模块100，用于防止电气故障，诸如上述模块，用于检测当在至少一个电流导体2中流动时的故障电流。
电气保护模块100，被连接到致动器135，用于当保护模块100提供警报或命令信号111时执行电开关140的打开。以这样的方式，可以断开有故障的电路部分。
如图6所示，电气保护装置120拟安装在单相电气设施中。在单相或多相设施的情况下，不修改其操作，仅连接元件121、122和电流导体2的数量有变化。
Claims (16)
1.一种用于检测直流或交流电流(lf)的设备(1)，包括：
-直流电流传感器(10)，包括：
-第一磁路(11)，至少一个电流导体(2)穿过第一磁路，待检测故障电流(lf)在电流导体(2)中流动，所述电流导体(2)形成第一初级电路(12)，
-第一绕组(13)，缠绕在所述第一磁路(11)周围，以形成第一次级电路并提供表示故障电流(lf)的第一信号(ls1)，以及
-生成器(14)，连接到所述第一绕组(13)的端子，以产生用于激励所述第一磁路(11)的交流电流(lg)，以及
-电流测量电路(20)，
其特征在于，所述设备(1)包括交流电流传感器(30)，所述交流传感器(30)包括第二磁路(31)，第二绕组(33)缠绕在所述第二磁路(31)上，以提供表示在所述电流导体(2)中流动的故障电流(lf)的第二信号(ls2)，所述第二绕组(33)与所述第一绕组(13)和所述电流测量电路(20)串联连接，所述电流导体(2)穿过所述第二磁路(31)，所述故障电流(lf)在所述电流导体(2)中流动，所述电流导体(2)形成第二初级电路(32)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述第一绕组(13)和所述第二绕组(33)连接，使得表示在所述电流导体(2)中流动的故障电流(lf)的所述第一信号和所述第二信号(ls1，ls2)同相。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述第一初级电路(12)包括第一数量的初级线匝(Np1)，所述第一绕组(13)包括第一数量的次级线匝(Ns1)，所述第二初级电路(32)包括第二数量的初级线匝(Np2)，所述第二绕组(33)包括第二数量的次级线匝(Ns2)，所述第一数量的初级线匝(Np1)与所述第一数量的次级线匝(Ns1)的比率基本上等于第二数量的初级线匝(Np2)与第二数量的次级线匝(Ns2)的比率。
4.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其特征在于，所述电流测量电路(20)包括用于提供测量信号(21)的测量电阻器(Rm)。
5.根据前一权利要求所述的设备，其特征在于，所述第二绕组(33)和测量电阻器(Rm)被布置成形成截止频率在1至1000Hz之间的第一低通滤波器。
6.根据前述权利要求中的一项所述的设备，其特征在于，第二低通滤波器(40)连接到所述电流测量电路(20)，以提供表示所述故障电流(lf)的低频分量的滤波信号(41)。
7.根据前一权利要求所述的设备，其特征在于，所述第二低通滤波器(40)对频率进行滤波，以遵循人类对电流的灵敏度的参考曲线。
8.根据权利要求6或7中的一项所述的设备，其特征在于，所述第二低通滤波器(40)具有30至300Hz之间的截止频率(Fc1)。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的设备，其特征在于，第一比较器(50)连接到所述第二低通滤波器(40)的输出，以便当所述滤波信号(41)高于第一阈值(S1)时发射第一故障信号(51)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，信号电平测量电路(60)连接到所述电流测量电路(20)，以提供表示测量信号(21)的最大电平(61)的信号。
11.根据前一权利要求所述的设备，其特征在于，第二比较器(70)连接到信号电平测量电路(60)的输出，以便当由第二比较器(7)发射的信号的最大电平高于第二阈值(S2)时，发射第二故障信号(71)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，异常频率检测电路(80)连接到所述第一绕组(13)，以测量激励交流电流(lg)的频率分量，并且当所述激励交流电流(lg)的至少一个频率分量位于预定义下限频率(FL_BF)和预定义上限频率(FL_HF)之间时，提供第三故障信号(81)。
13.根据前一权利要求所述的设备，其特征在于，下限频率(FL_BF)在1kHz至10kHz之间，并且上限频率(FL_HF)在20kHz至200kHz之间。
14.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述直流电流传感器(10)包括至少一个电压分路调节器(15)，所述电压分路调节器(15)用于当所述电流导体(2)中流动的故障电流(lf)超过预定义限制幅度(Icrête)时，限制所述第一绕组(13)的端子处的电压增加。
15.一种用于防止电气故障的模块(100)，包括：
-至少一个上游连接端子(101)和至少一个下游连接端子(102)，所述上游连接端子(101)用于连接到电网的电力线(7)，所述下游连接端子(102)用于连接到配电线(8)，
其特征在于，所述模块(100)包括：
-至少一个电流导体(2)，其连接在上游连接端子(101)和下游连接端子(102)之间，
-根据权利要求1至14中任一项所述的设备(1)，所述设备(1)用于检测在所述至少一个电流导体(2)中流动的故障电流(lf)，以及
处理模块(110)，其连接到：
-第一比较器(50)，用于接收第一故障信号(51)，
-第二比较器(70)，用于接收第二故障信号(71)，以及
-异常频率检测电路(80)，用于接收第三故障信号(81)，
所述处理模块(110)被设计成当所述处理模块(110)接收到第一或第二或第三故障信号(51，71，81)时提供警报或命令信号(111)。
16.一种电气保护装置(120)，包括：
-至少一个用于连接到电网的元件(121)和至少一个用于连接到配电线(8)的元件(122)，
-电开关(140)，其与至少一个电流导体(2)串联连接，位于用于连接到电网的元件(121)和用于连接到配电线的元件(122)之间，所述电开关(140)被布置成允许或中断所述至少一个电流导体(2)中的直流或交流故障电流的流动，
-打开控制机构(131)，其用于控制所述电开关(140)的打开，以及
-致动器(135)，被设计成致动所述打开控制机构(131)，
其特征在于，所述电气保护装置(120)包括根据前一权利要求的用于防止电气故障的模块(100)，所述模块(100)用于检测在所述至少一个电流导体(2)中流动的故障电流(lf)，所述电保护模块(100)连接到所述致动器(135)，以便当保护模块(100)提供警报或命令信号(111)时引起电开关(140)的打开。
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