DE10062280A1 - Safety circuit for electrical and/or electronic control circuit for electrical device e.g. dishwasher, detects contact by liquid for protection of electrical device - Google Patents
Safety circuit for electrical and/or electronic control circuit for electrical device e.g. dishwasher, detects contact by liquid for protection of electrical deviceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitsschaltung für eine elektrische und/oder elektronische Steuerungsschaltung eines elektrischen Gerätes mit Aktoren, insbesondere eines gas betriebenen Gerätes, das mit einer Spannungsversorgungs einrichtung zur Versorgung des Gerätes mit Spannung über eine Leitung verbunden ist.The invention relates to a safety circuit for a electrical and / or electronic control circuit of a electrical device with actuators, especially a gas operated device with a power supply device for supplying the device with voltage via a line is connected.
Sicherheitsschaltungen für elektrische und/oder elektronische Steuerungsschaltungen von elektrischen Geräten werden u. a. dafür eingesetzt, das elektrische Gerät bei einem auftretenden Kurzschluß abzuschalten.Safety circuits for electrical and / or electronic Control circuits of electrical devices are u. a. used to prevent the electrical device from occurring Switch off short circuit.
Sicherheitsschaltungen der vorgenannten Art sind beispielsweise in Waschmaschinen oder Geschirrspülmaschinen angeordnet und bestehen zumeist nur aus einer handelsüblichen Schmelz sicherung, die entweder in einer Steuerungsschaltung der Maschine selbst oder an einem anderen Ort innerhalb der Maschine angeordnet ist. Eine solche Schmelzsicherung wird, wenn eine Flüssigkeit, wie beispielsweise Leitungswasser in den Teil des Gerätes, in dem sich die Steuerungsschaltung befindet, eindringt, durchgeschmolzen, sofern dabei ein ausreichend starker Kurzschlußstrom innerhalb der Steuerungsschaltung auftritt. Damit wird die Spannungsversorgung zu dem elek trischen Gerät unterbrochen.Safety circuits of the aforementioned type are, for example arranged in washing machines or dishwashers and usually consist only of a commercially available enamel fuse either in a control circuit of the Machine itself or elsewhere within the Machine is arranged. Such a fuse is if a liquid, such as tap water, in the Part of the device in which the control circuit is located, penetrates, melted, provided a sufficient strong short circuit current within the control circuit occurs. This turns the power supply into the elec trical device interrupted.
Schmelzsicherungen können auch außerhalb des elektrischen Gerätes in einer in einem Sicherungskasten untergebrachten Sicherungsanlage angeordnet werden, die bei Auftreten eines Kurzschlusses, der eine Stromstärkespitze in der Sicherungs anlage verursacht, durchschmilzt und somit die Spannungsver sorgungseinrichtung von dem Gerät trennt.Fuses can also be used outside of the electrical Device housed in a fuse box Security system to be arranged when a Short circuit, which is a current peak in the fuse system caused, melts and thus the voltage ver care device from the device.
Die Schmelzsicherungen der vorgenannten Art in Sicherungs anlagen eines Hauses weisen den Nachteil auf, daß sie erst bei relativ hohen Stromstärkespitzen in den Leitungen eine Unter brechung der Spannungsversorgungsleitung bzw. ein Abschalten des Gerätes bewirken.The fuses of the aforementioned type in fuse Systems in a house have the disadvantage that they only start with relatively high current peaks in the lines a sub break of the power supply line or a shutdown of the device.
Das Ansprechen der Sicherungen auf relativ hohe Stromstärke spitzen in den elektrischen Leitungen eines Hauses ist oft bei Sicherungsanlagen mit älterem Herstellungsdatum gegeben. Bei derartigen Sicherungsanlagen kann nicht von der Anordnung soge nannter Fehlerstromschutzschalter ausgegangen werden, die be reits bei äußerst geringen Fehlerströmen eine Unterbrechung der Spannungsversorgung des elektrischen Gerätes sicherstellen.The response of the fuses to a relatively high current spikes in the electrical wiring of a house is often at Security systems with an older date of manufacture. at Such security systems can not so-called from the arrangement named residual current circuit breaker, which be an interruption of the at very low fault currents Ensure power supply to the electrical device.
Wird nun aufgrund des Eindringens von Leitungswasser in die elektrische und/oder elektronische Steuerungsschaltung des elektrischen Gerätes ein Kurzschlußstrom verursacht, der zu einer relativ geringen Stromstärkespitze in dem Leitungsnetz des Hauses führt, so wird die Sicherungsanlage, welche keine Fehlerstromschutzschalter aufweist, auf diese Stromstärkespitze nicht ansprechen. Dementsprechend wird die Leitung zwischen der Spannungsversorgungseinrichtung an dem elektrischen Gerät nicht unterbrochen und damit keine Sicherheitsabschaltung des elektrischen Gerätes stattfinden. Das eindringende Wasser kann dann zu unkontrollierten Schaltzuständen der Ein- und Ausgänge der Steuerungsschaltung und damit zu Funktionsfehlern des elektrischen Gerätes führen. Es ist beispielsweise denkbar, daß in dem elektrischen Gerät angeordnete Aktoren mit geringer Eingangsleistung, wie Ventile, über Kriechströme, die durch den Kurzschlußstrom in der Steuerungsschaltung verursacht werden, direkt geschaltet werden. Dadurch kann in einem gasbetriebenen elektrischen Gerät ein unkontrolliertes Öffnen des elektrisch gesteuerten Gasventils bewirkt werden. Ein solches unkontrol liertes Öffnen eines elektrisch gesteuerten Gasventils kann zur Gefährdung eines Benutzers führen, der mit dem unkontrolliert austretenden Gas, welches explosionsfähig sein kann, konfron tiert wird.Is now due to the penetration of tap water in the electrical and / or electronic control circuit of the electrical device causes a short circuit current, which too a relatively low current peak in the line network of the house, so the security system, which none Has residual current circuit breaker on this current peak do not respond. Accordingly, the line between the No voltage supply device on the electrical device interrupted and therefore no safety shutdown of the electrical device take place. The penetrating water can then to uncontrolled switching states of the inputs and outputs the control circuit and thus malfunctions of the electrical device. For example, it is conceivable that Actuators arranged in the electrical device with less Input power, such as valves, through leakage currents through the Short-circuit current caused in the control circuit be switched directly. This can result in a gas powered electrical device an uncontrolled opening of the electrical controlled gas valve can be effected. Such an uncontrolled gated opening of an electrically controlled gas valve can Endanger a user who is uncontrolled with the escaping gas, which can be explosive, confron is tiert.
Die bekannten Sicherheitsschaltungen zum Abschalten eines elektrischen Gerätes von der Spannungsversorgung sind also derart, daß abhängig von dem Auftreten und der Stärke eines Kurzschlußstromes ein Abschalten des Gerätes stattfindet oder nicht.The known safety circuits for switching off a electrical device from the power supply such that, depending on the appearance and strength of a Short-circuit current, the device is switched off or Not.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitsschaltung für elektrische und/oder elektronische Steuerungsschaltungen von elektrischen Geräten zur Verfügung zu stellen, die ein zuverlässiges Abschalten des elektrischen Gerätes bei Eindringen von einer Flüssigkeit, insbesondere mit geringer Leitfähigkeit, in die Steuerungs schaltung ermöglicht.The present invention is therefore based on the object a safety circuit for electrical and / or electronic control circuits of electrical devices to provide a reliable shutdown of the electrical device if liquid penetrates, especially with low conductivity, in the control circuit enables.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte konstruktive Details der Erfindung in den Unteransprüchen beschrieben sind.This object is achieved by the features of claim 1, advantageous structural details of the invention in the Subclaims are described.
Die erfindungsgemäße Sicherheitsschaltung zeichnet sich primär dadurch aus, daß mittels einer Sicherheitseinrichtung die Sicherheitsschaltung bei Kontakt der Steuerungsschaltung mit einer Flüssigkeit das Erzeugen einer Kurzschlußschaltung gefördert bzw. erzeugt wird. Hierdurch ist das Abschalten des elektrischen Gerätes bei Eintritt von Flüssigkeit in die Steuerungsschaltung nicht mehr davon abhängig, ob die elektrische Leitfähigkeit der eintretenden Flüssigkeit dafür ausreicht, einen Kurzschluß innerhalb der Steuerungsschaltung zu erzeugen. Das elektrische Gerät wird von der Spannungs versorgungseinrichtung auch dann abgeschaltet, wenn der durch die eintretende Flüssigkeit auftretende Kurzschlußstrom mit seinen Stromstärkespitzen nicht dafür ausreichen würde, eine externe oder interne Sicherung auszulösen.The safety circuit according to the invention is primarily distinguished characterized in that by means of a safety device Safety circuit when the control circuit contacts of a liquid creating a short circuit is promoted or generated. This turns off the electrical device when liquid enters the Control circuit no longer depends on whether the electrical conductivity of the incoming liquid therefor sufficient a short circuit within the control circuit to create. The electrical device is powered by the voltage supply device also switched off when through the incoming short-circuit current with its current peaks would not be sufficient for one trigger external or internal fuse.
In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die Sicherheits einrichtung als eine in der Steuerungsschaltung angeordnete Schaltung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit in der Steuerungsschaltung ausgebildet sein. Eine derartige Schaltung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit beinhaltet einen Leitfähigkeitssensor, der in Abhängigkeit von den Leitfähig keitswerten der eingedrungenen Wassermenge die Leitung zur Spannungsversorgung unterbricht oder eine Kurzschlußschaltung in der Steuerungsschaltung erzeugt. Ein wichtiger Bestandteil des Leitfähigkeitssensors sind zwei Elektroden, die auf einer vorbestimmten. Höhe und mit einem vorbestimmten Abstand zueinander angeordnet sind. Die Elektroden erzeugen bei Eindringen von Wasser bis auf die Höhe der Elektroden einen Stromfluß, welcher eine externe oder interne Schmelzsicherung auslöst. Dadurch sind feine Differenzierungen beim Auslösen einer Kurzschlußschaltung oder auch beim Unterbrechen der Stromversorgungsleitungen in Abhängigkeit von der einge drungenen Wassermenge möglich.In an advantageous embodiment, the security device as one arranged in the control circuit Circuit for measuring the electrical conductivity in the Control circuit be formed. Such a circuit to measure electrical conductivity includes a Conductivity sensor that depends on the conductivity values of the amount of water that has penetrated the pipe to the Power supply is interrupted or a short circuit generated in the control circuit. An important part of the conductivity sensor are two electrodes on one predetermined. Height and at a predetermined distance are arranged to each other. The electrodes produce at Penetration of water up to the level of the electrodes Current flow, which is an external or internal fuse triggers. This makes fine differentiations when triggered a short circuit or when interrupting the Power supply lines depending on the amount of water possible.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Sicherheits einrichtung als Schwimmerschalter ausgebildet sein, welcher innerhalb der Steuerungsschaltung angeordnet ist und durch eindringendes Wasser betätigt wird. Vorteilhafterweise kann ein betätigter Schwimmerschalter über die Sicherheitsschaltung entweder die Betätigung einer Schaltungseinrichtung auslösen, die zwischen der Spannungsversorgungseinrichtung und dem elektrischen Gerät angeordnet ist, oder über die Sicherheits schaltung eine Kurzschlußschaltung erzeugen, deren Strom stärkespitze zum Auslösen einer extern oder intern angeordneten Sicherung führt. Denkbar ist auch, daß das Erzeugen sowohl einer Kurzschlußschaltung als auch einer Unterbrechung der Leitung durch das Betätigen des Schwimmerschalters gleichzeitig in Gang gesetzt wird, um so ein zuverlässiges Abschalten des elektrischen Gerätes zu erreichen.In a further embodiment, the security device be designed as a float switch, which is arranged within the control circuit and by penetrating water is operated. Advantageously, a actuated float switch via the safety circuit either trigger the actuation of a switching device, between the voltage supply device and the electrical device is arranged, or on the security circuit generate a short circuit, its current starch tip for triggering an externally or internally arranged Fuse leads. It is also conceivable that the generation of both a short circuit as well as an interruption of the Line by operating the float switch at the same time is started in order to reliably switch off the electrical device.
Die Sicherheitseinrichtung kann auch als elektronisches Bauteil in der Steuerungsschaltung angeordnet sein, das bei Eintritt von Flüssigkeit seine elektrische Leitfähigkeit erhöht und somit eine Kurzschlußschaltung in der Steuerungsschaltung verursacht, wodurch wiederum eine externe oder interne Sicherung ausgelöst wird. Auch das Anordnen eines chemischen Zusammensetzungsstoffes zur Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit, der eindringenden Flüssigkeit in der Steuerungs schaltung ist denkbar. Dies ermöglicht nicht nur eine relativ einfache Ergänzung der Steuerungsschaltung, um das elektrische Gerät bei Eindringen von Flüssigkeit zuverlässig abzuschalten, sondern auch die Herstellung der Sicherheitsschaltung mit relativ geringen Kosten sowie den Einbau in jede beliebige Steuerungsschaltung eines beliebigen elektrischen Gerätes.The safety device can also be used as an electronic component be arranged in the control circuit that when entering of liquid increases its electrical conductivity and thus a short circuit in the control circuit which in turn causes an external or internal Fuse is triggered. Even arranging a chemical Compound for increasing the electrical Conductivity, the penetrating liquid in the control circuit is conceivable. This not only enables a relative simple addition of the control circuit to the electrical Reliably switch off the device if liquid penetrates, but also the manufacture of the safety circuit with relatively low cost as well as installation in any Control circuit of any electrical device.
Wird durch die Sicherheitsschaltung eine Unterbrechung der Leitung zwischen der Spannungsversorgungseinrichtung und dem elektrischen Gerät durchgeführt, so kann sowohl die Phasen spannung der Spannungsversorgungseinrichtung als auch der Neutralleiter der Leitung unterbrochen werden, um die Gefähr dung einer Benutzerperson durch eventuell noch abfließende Ströme zu oder aus dem elektrischen Gerät auszuschließen.If the safety circuit interrupts the Line between the voltage supply device and the electrical device carried out, so both the phases voltage of the voltage supply device as well Neutral conductor of the line are interrupted to the danger a user person through possibly still flowing Exclude currents to or from the electrical device.
Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen erfindungs gemäßer Sicherheitsschaltungen in Verbindung mit der Steuerungsschaltung eines elektrischen Gerätes anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:Preferred embodiments are below appropriate safety circuits in connection with the Control circuit of an electrical device based on the attached drawings described in more detail. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung mit der Steuerungsschaltung eines elektrischen Gerätes gemäß einer ersten Ausführungsform; und Figure 1 is a schematic representation of the interaction of the safety circuit according to the invention with the control circuit of an electrical device according to a first embodiment. and
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Zusammenwirkens der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung mit der Steuerungsschaltung eines elektrischen Gerätes gemäß einer zweiten Ausführungsform. Fig. 2 is a schematic representation of the interaction of the safety circuit according to the invention with the control circuit of an electrical device according to a second embodiment.
Fig. 1 zeigt eine Sicherheitsschaltung 1, die bei Eindringen von Wasser in eine Steuerungsschaltung 3 eines elektrischen Gerätes 2 aktiviert wird. Das Aktivieren der Sicherheits schaltung 1 erfolgt durch zwei auf einer Platine angeordnete Elektroden, wobei die Platine in der Steuerungsschaltung 3 angeordnet ist. Die beiden Leitfähigkeitselektroden sind mit einer vorbestimmten Höhe in der Steuerungsschaltung angeordnet, so daß bei Eindringen von Wasser die zwei Elektroden erst dann einen Stromfluß erzeugen, wenn der Pegel des eingedrungenen Wassers die Anordnungshöhe der Elektroden erreicht. Um einen solchen Stromfluß durch die beiden Elektroden zu erzeugen, muß das eingedrungene Wasser einen vorbestimmten Leitwert auf weisen, der dem Kehrwert eines Widerstands von weniger als 1 MΩ entspricht. Fig. 1 shows a safety circuit 1, which is activated upon entry of water in a control circuit 3 of an electric device 2. The activation of the safety circuit 1 is carried out by two electrodes arranged on a circuit board, the circuit board being arranged in the control circuit 3 . The two conductivity electrodes are arranged at a predetermined height in the control circuit, so that when water penetrates, the two electrodes only generate a current flow when the level of the penetrated water reaches the arrangement height of the electrodes. In order to generate such a current flow through the two electrodes, the water which has penetrated must have a predetermined conductance which corresponds to the reciprocal of a resistance of less than 1 MΩ.
Der durch die beiden Leitfähigkeitselektroden erzeugte Stromfluß wird an die Sicherheitsschaltung 1 in Form eines Signals weitergegeben. Das dort angekommene Signal wird in einer mehr oder weniger einfachen elektronischen und/oder elektrischen Schaltung verarbeitet, um anschließend als Betätigungssignal an eine Schalteinrichtung 5 ausgegeben zu werden. Sobald die Schalteinrichtung 5 in Form eines einfachen Relais oder eines Kippschalters das Betätigungssignal zum Schließen der Schalteinrichtung erhält, schließt die Schalt einrichtung 5 und erzeugt eine Kurzschlußschaltung an der Steuerschaltung. Diese Kurzschlußschaltung führt dazu, daß deren Stromstärkespitzen, die in der Leitung zwischen Spannungsversorgungseinrichtung und Steuerungsschaltung erkannt werden, eine interne Sicherung 7 oder externe Sicherung 6 auslösen, so daß dadurch bedingt das elektrische Gerät bzw. dessen Steuerungsschaltung von der Spannungsversorgungs einrichtung getrennt wird.The current flow generated by the two conductivity electrodes is passed on to the safety circuit 1 in the form of a signal. The signal arriving there is processed in a more or less simple electronic and / or electrical circuit in order to be subsequently output as an actuation signal to a switching device 5 . As soon as the switching device 5 in the form of a simple relay or a toggle switch receives the actuation signal for closing the switching device, the switching device 5 closes and generates a short circuit on the control circuit. This short circuit leads to the fact that their current peaks, which are recognized in the line between the voltage supply device and the control circuit, trigger an internal fuse 7 or external fuse 6 , so that the electrical device or its control circuit is thereby separated from the voltage supply device.
Fig. 2 zeigt schematisch das Zusammenwirken der Steuerungs schaltung eines elektrischen Gerätes mit der erfindungsgemäßen Sicherheitsschaltung gemäß einer zweiten Ausführungsform. Im Gegensatz zu der in Fig. 1 gezeigten Kurzschlußschaltung dient die in Fig. 2 gezeigte Schaltung zur Unterbrechung einer oder beider Leitungen, die die Sicherheitsschaltung mit einer Spannungsversorgungseinrichtung 4 zur Versorgung des Gerätes mit Spannung verbinden. Es ist wiederum eine Platine mit zwei Leitfähigkeitselektroden auf einer vorbestimmten Höhe innerhalb der Steuerungsschaltung 3 des elektrischen Gerätes 2 angeord net, wie dies bereits in den obigen Ausführungen zu Fig. 1 erläutert wurde. Der durch die beiden Leitfähigkeitselektroden erzeugte Stromfluß wird in Form eines Signals an die Sicherheitsschaltung 1 weitergegeben. Das dort angekommene Signal wird verarbeitet, um als Betätigungssignal an eine oder zwei Schalteinrichtungen 5, 5' ausgegeben zu werden. Sobald die Schalteinrichtungen in Form eines Kippschalters das Betäti gungssignal zum Schließen der Schalteinrichtung erhalten, schließen die Schalteinrichtungen 5, 5' und unterbrechen die Spannungsversorgungsleitungen zur Versorgung des elektrischen Gerätes 2 und der Steuerungseinrichtung 3 mit Spannung. Damit wird das elektrische Gerät sofort abgeschaltet, sobald von den Leitfähigkeitselektroden Flüssigkeit mit einem bestimmten Leitgrenzwert detektiert wird. Fig. 2 shows schematically the interaction of the control circuit of an electrical device with the safety circuit according to the invention according to a second embodiment. In contrast to the short-circuit circuit shown in FIG. 1, the circuit shown in FIG. 2 serves to interrupt one or both lines, which connect the safety circuit to a voltage supply device 4 for supplying the device with voltage. It is in turn a circuit board with two conductivity electrodes at a predetermined level within the control circuit 3 of the electrical device 2 , as has already been explained in the above description of FIG. 1. The current flow generated by the two conductivity electrodes is passed on to the safety circuit 1 in the form of a signal. The signal arriving there is processed in order to be output as an actuation signal to one or two switching devices 5 , 5 '. As soon as the switching devices in the form of a toggle switch receive the actuation signal for closing the switching device, the switching devices 5 , 5 'close and interrupt the voltage supply lines for supplying the electrical device 2 and the control device 3 with voltage. The electrical device is thus switched off immediately as soon as liquid with a specific conductivity limit value is detected by the conductivity electrodes.
Durch die zusätzliche Anordnung des Kippschalters 5', die nicht zwingend ist, wird die zweite Leitung der Stromversorgungs leitung von der Spannungsversorgungseinrichtung 4 unterbrochen, um so die Gefährdung einer Benutzerperson durch eventuell noch abfließende Ströme zu oder aus dem elektrischen Gerät 2 auszu schließen.Due to the additional arrangement of the toggle switch 5 ', which is not mandatory, the second line of the power supply line is interrupted by the voltage supply device 4 , so as to exclude the danger to a user from currents which may still flow to or from the electrical device 2 .
Die beiden Leitfähigkeitselektroden können auf einer Platine mit den Abmaßen von 37 mm × 60 mm × 1,5 mm angeordnet werden. Der Zwischenabstand der beiden Leitfähigkeitselektroden beträgt 5 mm.The two conductivity electrodes can be on a board with the dimensions of 37 mm × 60 mm × 1.5 mm. The The distance between the two conductivity electrodes is 5 mm.
Die Platine kann einer Umgebungstemperatur von 0°C bis 60°C und einer relativen Luftfeuchtigkeit von maximal 75% im Jahres mittel und von 95% für kurze Zeit ausgesetzt werden.The board can have an ambient temperature of 0 ° C to 60 ° C and a relative humidity of maximum 75% per year medium and 95% for a short time.
Die Schaltung zum Messen der elektrischen Leitfähigkeit in der Steuerungsschaltung 3 wird einer vierteljährlichen Überprüfung mit einer Fehleranalyse und der statistischen Auswertung in einem Excel-Dateiformat unterworfen.The circuit for measuring the electrical conductivity in the control circuit 3 is subjected to a quarterly check with an error analysis and the statistical evaluation in an Excel file format.
Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, daß in der Regel entweder eine Unterbrechung der Leitung mittels einer Schalteinrichtung 5 oder das Erzeugen einer Kurzschlußschaltung in der Steuerungsspannung 3 durchgeführt wird. Grundsätzlich ist jedoch auch die Kombination beider Möglichkeiten zur Erhöhung des Sicherheitsfaktors der Sicherheitsschaltung möglich.It should also be mentioned at this point that either an interruption of the line by means of a switching device 5 or the generation of a short circuit in the control voltage 3 is usually carried out. In principle, however, the combination of both options for increasing the safety factor of the safety circuit is also possible.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. All features disclosed in the registration documents are claimed as essential to the invention, insofar as they are individually or are new in combination with the prior art.
11
Sicherheitsschaltung
safety circuit
22
Elektrisches Gerät
Electric device
33
Steuerungsschaltung
control circuit
44
Spannungsversorgungseinrichtung
Power supply means
55
, .
55
' Schaltungseinrichtung
'Circuit device
55
Externe Sicherung
External backup
77
Interne Sicherung
Internal backup
Claims (8)
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| DE10062280A Withdrawn DE10062280A1 (en) | 2000-12-14 | 2000-12-14 | Safety circuit for electrical and/or electronic control circuit for electrical device e.g. dishwasher, detects contact by liquid for protection of electrical device |
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