DE102011011984B4

DE102011011984B4 - Residual current protective device with frequency-dependent switching for voltage multiplication

Info

Publication number: DE102011011984B4
Application number: DE102011011984.1A
Authority: DE
Inventors: Stefan Bandy; Manfred Schmidt; Günter Grünebast
Original assignee: DOEPKE SCHALTGERAETE GmbH; Doepke Schaltgerate GmbH
Current assignee: DOEPKE SCHALTGERAETE GmbH; Doepke Schaltgerate GmbH
Priority date: 2011-02-22
Filing date: 2011-02-22
Publication date: 2021-06-10
Anticipated expiration: 2031-02-23
Also published as: DE102011011984A1

Abstract

Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit wenigstens einem Summenstromwandler (2) zur Erfassung nieder- und hochfrequenter Fehlerströme, umfassend zumindest zwei aktive zu überwachende Stromleitungen (1) und zumindest eine sekundäre Wicklung (3), welche mit einer Schaltung zur Spannungsvervielfachung (4) und mit einer nachfolgenden Energiesammel- und Auslöseschaltung (5) verschaltet ist, und mit einem Auslöserelais (6), welches auf ein Schaltschloss (7) wirkt, um die in den Stromleitungen (1) angeordneten Schaltkontakte (8) zu öffnen, wobei die Schaltung zur Spannungsvervielfachung (4) Dioden (10) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zu einer Diode (10) eine aus wenigstens einem Widerstand (11) und wenigstens einem Kondensator (12) ausgebildete Reihenschaltung parallel geschaltet ist.Residual current protective device with at least one summation current transformer (2) for detecting low and high frequency residual currents, comprising at least two active power lines (1) to be monitored and at least one secondary winding (3), which is connected to a circuit for voltage multiplication (4) and a subsequent Energy collecting and tripping circuit (5) is connected, and with a tripping relay (6) which acts on a switch lock (7) to open the switching contacts (8) arranged in the power lines (1), the circuit for voltage multiplication (4 ) Contains diodes (10), characterized in that a series circuit formed from at least one resistor (11) and at least one capacitor (12) is connected in parallel with at least one diode (10).

Description

Die Erfindung betrifft eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit wenigstens einem Summenstromwandler zur Erfassung nieder- und hochfrequenter Fehlerströme, umfassend zumindest zwei aktive zu überwachende Stromleitungen und zumindest eine sekundäre Wicklung, welche mit einer Schaltung zur Spannungsvervielfachung und mit einer nachfolgenden Energiesammel- und Auslöseschaltung verschaltet ist, und mit einem Auslöserelais, welches auf ein Schaltschloss wirkt, um die in den Stromleitungen angeordneten Schaltkontakte zu öffnen, wobei die Schaltung zur Spannungsvervielfachung Dioden enthält.The invention relates to a residual current protective device with at least one summation current transformer for the detection of low and high frequency residual currents, comprising at least two active power lines to be monitored and at least one secondary winding which is connected to a circuit for voltage multiplication and to a subsequent energy collecting and triggering circuit, and with a trip relay which acts on a switch lock in order to open the switch contacts arranged in the power lines, the circuit for voltage multiplication containing diodes.

In den Stromleitungen sind regelmäßig Schaltkontakte angeordnet, welche z.B. bei Vorliegen eines unzulässig hohen Fehlerstroms den Stromfluss in den Stromleitungen unterbrechen. Das Auslöserelais wirkt auf diese Schaltkontakte ein.Switching contacts are regularly arranged in the power lines, which, for example, interrupt the flow of current in the power lines in the event of an impermissibly high fault current. The trigger relay acts on these switching contacts.

Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen der eingangs genannten Gattung dienen vorzugsweise zum Schutz gegen elektrischen Schlag sowie zum Schutz gegen elektrisch gezündete Brände in elektrischen Anlagen und sind im Stand der Technik bekannt. Sie weisen zur Erfassung von Wechselfehlerströmen einen Summenstromwandler auf, durch den die zu überwachenden aktiven Stromleiter geführt sind. Die Summe der Ströme in den aktiven Leitern wird vom Summenstromwandler erfasst und stellt ein Maß für den Fehlerstrom dar. Dem Summenstromwandler ist elektrisch nachfolgend eine elektronische Schaltung mit zugeordnetem Auslöserelais angeordnet, welches bei Überschreiten eines zulässigen Fehlerstromgrenzwertes über eine Schaltmechanik ein Öffnen der in den Stromleitungen angeordneten Schaltkontakte bewirkt, wodurch im Fehlerfall eine sichere Trennung einer nachfolgenden elektrischen Anlage vom versorgenden Stromnetz gewährleistet ist. Diese Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen gewinnen ihre zur Auslösung erforderliche elektrische Energie nur aus dem Fehlerstrom. Zusätzliche Hilfsspannungsquellen, welche die Erfassung und Auswertung des Fehlerstromes oder die Auslösung unterstützen, sind aufgrund einschlägiger Bauvorschriften unzulässig.Residual current protective devices of the type mentioned at the beginning are preferably used for protection against electric shock and for protection against electrically ignited fires in electrical systems and are known in the prior art. To detect AC residual currents, they have a summation current transformer through which the active current conductors to be monitored are routed. The sum of the currents in the active conductors is recorded by the summation current transformer and represents a measure for the fault current. The summation current transformer is followed electrically by an electronic circuit with an assigned trip relay, which, when a permissible fault current limit value is exceeded, opens the switch mechanism in the power lines Causes switching contacts, which in the event of a fault, a safe separation of a downstream electrical system from the supplying power network is guaranteed. These residual current protective devices obtain the electrical energy required for tripping only from the residual current. Additional auxiliary voltage sources that support the detection and evaluation of the fault current or the tripping are not permitted due to the relevant building regulations.

Die zwischen dem Summenstromwandler und Auslöserelais angeordnete elektronische Schaltung dient dazu, den vom Summenstromwandler in einem bestimmten, wie für den bestimmungsgemäßen Gebrauch der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung, vorgesehenen Frequenzbereich erfassten Differenzstrom so zu verarbeiten bzw. auszuwerten, dass bei Überschreiten eines unzulässig hohen Wertes des Differenzstromes am Ausgang der elektronischen Schaltung ein Signal generiert wird, so dass das Auslöserelais eine Abschaltung bewirkt. Zu diesem Zweck besteht die elektronische Schaltung üblicherweise aus einer Eingangsgleichrichterschaltung mit nachfolgendem Ladungsspeicher und Schwellwertschalter.The electronic circuit arranged between the summation current transformer and the trip relay is used to process or evaluate the differential current recorded by the summation current transformer in a specific frequency range provided for the intended use of the residual current protective device in such a way that if an impermissibly high value of the differential current is exceeded, Output of the electronic circuit a signal is generated so that the trip relay causes a shutdown. For this purpose, the electronic circuit usually consists of an input rectifier circuit with a subsequent charge store and threshold switch.

Aus dem Stand der Technik sind Ausführungen der Eingangsgleichrichterschaltung bekannt, welche nach dem Verfahren der Spannungsvervielfachung funktionieren. In der DE 3244670 A1 sind Schaltungen mit der obigen Eigenschaft aufgeführt. Der Vorteil von Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit dieser Art Schaltungen zur Spannungsvervielfachung besteht darin, dass sie eine Erfassung von Differenzströmen über einen weiten Frequenzbereich gewährleisten. Diese Schaltungen zur Spannungsvervielfachung erfordern einen Summenstromwandler mit einer Sekundärwicklung, welche eine sehr hohe Windungszahl aufweist, um eine hohe Ausgangsspannung zu erzeugen. Bevorzugt weisen diese Schaltungen im Signalweg nur zwei Gleichrichterdioden auf, um den durch die Diffusionsspannung der Gleichrichterdioden generierten Spannungsabfall gering zu halten. In diesem Fall wird durch die Art der Gleichrichtung eine Ausgangsgleichspannung erreicht, deren Wert etwa doppelt so groß ist wie der Scheitelwert der Eingangsspannung.From the prior art, designs of the input rectifier circuit are known which function according to the voltage multiplication method. In the DE 3244670 A1 circuits with the above property are listed. The advantage of residual current protective devices with this type of circuit for voltage multiplication is that they ensure the detection of residual currents over a wide frequency range. These circuits for voltage multiplication require a summation current transformer with a secondary winding which has a very high number of turns in order to generate a high output voltage. These circuits preferably have only two rectifier diodes in the signal path in order to keep the voltage drop generated by the diffusion voltage of the rectifier diodes low. In this case, the type of rectification achieves a DC output voltage whose value is approximately twice as high as the peak value of the input voltage.

Diese Schaltungen zur Spannungsvervielfachung gewährleisten, wie bereits erwähnt, die Erfassung von Differenzströmen über einen weiten Frequenzbereich. Nachteilig ist jedoch die Frequenzunabhängigkeit dieser Schaltungen. Damit versehene Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen lösen über einen weiten Frequenzbereich nahezu immer mit derselben Amplitude aus.As already mentioned, these circuits for voltage multiplication ensure the detection of differential currents over a wide frequency range. However, the frequency independence of these circuits is disadvantageous. Residual current protective devices equipped with this trigger almost always with the same amplitude over a wide frequency range.

Für eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung beispielsweise, die über einen weiten Frequenzbereich sowohl Personen- als auch Brandschutz bieten soll, ist es daher vorteilhaft, dass der Auslösefehlerstrom unterhalb einer nach IEC 60479 vorgegebenen Grenzkurve für Herzkammerflimmern bleibt, zudem aber eine obere Grenze von 300 mA, welche nach VDE 0100-482 als bekannter Grenzwert zur Einhaltung eines Brandschutzes gilt, nicht überschreitet. Daraus ergibt sich ein Frequenzverlauf des Auslösestromes, welcher von sehr niedrigen Frequenzen bis etwa 100 Hz einen Auslösestrom von max. 30 mA aufweist, welcher dann bis zu einer Frequenz von etwa 1 kHz stetig ansteigt und von etwa 1 kHz bis zu sehr hohen Frequenzen (z.B. 100 kHz) einen Auslösestrom von max. 300 mA aufweist. Bei Anwendungen, in denen kein Brandschutz gefordert ist, kann es vorteilhaft sein, den Auslösestrom der Grenzkurve für Herzkammerflimmern weiter folgend und dann bei Frequenzen >> 1kHz auf einen höheren Grenzwert des Auslösestromes (z.B. 2 - 3 A) ansteigen zu lassen, so dass bei einem definierten Schleifenwiderstand der Fehlerschutz (Schutz bei indirektem Berühren) stets gewährleistet ist.For a residual current protective device, for example, which is supposed to offer both personal and fire protection over a wide frequency range, it is therefore advantageous that the tripping fault current remains below a limit curve for ventricular fibrillation specified in IEC 60479, but also an upper limit of 300 mA, which according to VDE 0100-482 as a known limit value for compliance with fire protection is not exceeded. This results in a frequency curve of the tripping current, which has a tripping current of max. 30 mA from very low frequencies up to about 100 Hz, which then increases steadily up to a frequency of about 1 kHz and from about 1 kHz to very high frequencies (e.g. 100 kHz) has a tripping current of max. 300 mA. For applications in which fire protection is not required, it can be advantageous to keep the tripping current following the limit curve for ventricular fibrillation and then increase to a higher tripping current limit (e.g. 2 - 3 A) at frequencies >> 1kHz, so that at fault protection (protection against indirect contact) is always guaranteed with a defined loop resistance.

Fehlerstrom-Schutzeinrichtungen mit derartigen Frequenzverläufen des Auslösestromes sind insbesondere für den Einsatz in Anlagen mit elektronischen Betriebsmitteln vorgesehen. Sie bieten einen normkonformen Schutz, weisen aber im höheren Frequenzbereich einen höheren Auslösegrenzwert auf, so dass durch betriebsbedingte erhöhte Ableitströme der elektronischen Betriebsmittel eine unerwünschte Auslösung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung weitestgehend vermieden werden kann. Um eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung dahingehend zu ertüchtigen, sind bekanntermaßen zusätzliche Filterschaltungen erforderlich. Bauartbedingt ist insbesondere bei Fehlerstrom-Schutzschaltern (RCCBs) nur ein begrenzter Raum für elektronische Schaltungen vorhanden, der es in der Regel nicht zulässt, größere Leiterplatten mit aufwendigen Filterschaltungen einzusetzen.Residual current protective devices with such frequency characteristics of the tripping current are intended in particular for use in systems with electronic equipment. They offer standard-compliant protection, but have a higher tripping limit value in the higher frequency range, so that undesired tripping of the residual current protective device can largely be avoided due to operationally-related increased leakage currents of the electronic equipment. It is known that additional filter circuits are required to upgrade a residual current protective device. Due to the design, especially with residual current circuit breakers (RCCBs), there is only a limited space for electronic circuits, which generally does not allow the use of larger circuit boards with complex filter circuits.

Weiterer Stand der Technik ist aus der DE 696 15 901 T2 , der DE 197 40 542 C1 und der EP 1 267 467 A2 bekannt. Aus der EP 1 267 467 A2 ist bekannt, die Auslösestromstärke des Schalters abhängig von der Frequenz an die Vorgaben der IEC-Norm anzupassen. Die DE 197 40 542 C1 offenbart, dass eine Snubber-Schaltung mit Widerstand/Kondensator Verluste im Bereich höherer Frequenzen verursacht. Bei der aus der DE 197 40 542 C1 bekannten Snubber-Schaltung sind keine harten Schaltvorgänge zu erwarten. Und der in der DE 696 15 901 T2 genannte Summenstromwandler ist nicht zur Erfassung von hochfrequenten Fehlerströmen vorgesehen.Further prior art is from DE 696 15 901 T2 , the DE 197 40 542 C1 and the EP 1 267 467 A2 known. From the EP 1 267 467 A2 it is known to adapt the tripping current strength of the switch depending on the frequency to the specifications of the IEC standard. The DE 197 40 542 C1 discloses that a snubber circuit with resistor / capacitor causes losses in the range of higher frequencies. In the case of the DE 197 40 542 C1 known snubber circuits, no hard switching operations are to be expected. And the one in the DE 696 15 901 T2 The summation current transformer is not intended for the detection of high-frequency fault currents.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Schaltung zur Spannungsvervielfachung einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung der eingangs genannten Gattung derart weiterzubilden, dass eine Frequenzabhängigkeit des Auslösestromes über einen weiten Frequenzbereich in einfacher Weise ermöglicht wird.The invention is therefore based on the object of developing a circuit for voltage multiplication of a residual current protective device of the aforementioned type in such a way that a frequency dependency of the tripping current is made possible in a simple manner over a wide frequency range.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Dazu wird zumindest einer, vorzugsweise jedoch jeder Diode der Schaltung zur Spannungsvervielfachung eine Reihenschaltung bestehend aus wenigstens einem Kondensator und wenigstens einem Widerstand parallel geschaltet.This object is achieved according to the invention by the features of claim 1. For this purpose, at least one, but preferably each, diode of the circuit for voltage multiplication is a series circuit consisting of at least one capacitor and at least one resistor connected in parallel.

Durch diese Beschaltung der Dioden wird eine Frequenzabhängigkeit der Schaltungen zur Spannungsvervielfachung in gewünschter Weise erzielt. Zusammenwirkend mit dem eingangsseitig verbundenen Summenstromwandler und der nachfolgenden Schaltung (z.B. Ladungsspeicher und Schwellwertschalter) ergeben sich dann im Frequenzverlauf des Auslösestromes eine untere Frequenz fgu und eine obere Frequenz fgo. Die untere Frequenz fgu ist die Frequenz, ab welcher die Amplitude des Auslösestroms stetig ansteigt. Die obere Frequenz fgo ist die Frequenz, bei welcher die Amplitude des Auslösestroms mit zunehmender Frequenz wieder einen konstanten oberen Grenzwert hat. Die der Schaltung zur Spannungsvervielfachung nachfolgende Schaltung kann verschiedenartig ausgeführt sein und ist beispielsweise abhängig vom Bemessungsfehlerstrom oder der gewünschten Ansprechverzögerung.As a result of this connection of the diodes, a frequency dependency of the circuits for voltage multiplication is achieved in the desired manner. In cooperation with the summation current transformer connected on the input side and the subsequent circuit (e.g. charge storage and threshold value switch), a lower frequency fgu and an upper frequency fgo result in the frequency curve of the tripping current. The lower frequency fgu is the frequency from which the amplitude of the tripping current increases steadily. The upper frequency fgo is the frequency at which the amplitude of the tripping current again has a constant upper limit value with increasing frequency. The circuit following the circuit for voltage multiplication can be designed in various ways and is, for example, dependent on the rated residual current or the desired response delay.

Für eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung, welche für einen Personen- und Brandschutz vorgesehen ist, liegt die untere Frequenz fgu bei etwa 100 Hz und die obere Frequenz fgo bei etwa 1000 Hz. Der Wert der Kondensatoren wird so gewählt, dass sich die geforderte untere Frequenz fgu ergibt. Danach wird der Wert der Widerstände so gewählt, dass sich die geforderte obere Frequenz fgo ergibt. Die Werte jeweils beider Kondensatoren und beider Widerstände sind gleich.For a residual current device intended for personal and fire protection, the lower frequency fgu is around 100 Hz and the upper frequency fgo around 1000 Hz. The value of the capacitors is chosen so that the required lower frequency fgu results. Then the value of the resistors is chosen so that the required upper frequency fgo results. The values of both capacitors and both resistors are the same.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen somit darin, dass keine zusätzlichen aufwendigen Filterschaltungen erforderlich sind, sondern dass der gewünschte Frequenzverlauf des Auslösestromes in einfacher Weise dadurch erzielt wird, dass den Dioden einer Schaltung zur Spannungsvervielfachung jeweils eine Reihenschaltung aus Kondensator und Widerstand parallel geschaltet wird.The advantages achieved with the invention are therefore that no additional complex filter circuits are required, but that the desired frequency profile of the tripping current is achieved in a simple manner by connecting a series circuit of capacitor and resistor in parallel to the diodes of a circuit for voltage multiplication.

Mit Bezug auf die Zeichnungen wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Die Figuren zeigen:

1 den Aufbau einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit einer als Schaltung zur Spannungsvervielfachung ausgeführten Eingangsgleichrichterschaltung,
2 den Aufbau einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit einer als Zweipuls-Verdopplerschaltung (Delon-Schaltung) ausgeführten Schaltung zur Spannungsvervielfachung mit Frequenzabhängigkeit,
3 den Aufbau einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit einer als Einpuls-Verdopplerschaltung (Villard-Schaltung) ausgeführten Schaltung zur Spannungsvervielfachung mit Frequenzabhängigkeit,
4 den Aufbau einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung mit einer als Schaltung zur Spannungsvervielfachung ausgeführten Eingangsgleichrichterschaltung und einer Schutzbeschaltung,
5 den typischen Verlauf des Auslösestromes über der Frequenz für eine Fehlerstrom-Schutzeinrichtung, die sowohl Personen- als auch Brandschutz bietet,

An exemplary embodiment of the invention is explained below with reference to the drawings. The figures show:

1 the construction of a residual current protective device with an input rectifier circuit designed as a circuit for voltage multiplication,
2 the construction of a residual current protective device with a circuit designed as a two-pulse doubler circuit (Delon circuit) for voltage multiplication with frequency dependency,
3rd the construction of a residual current protective device with a circuit designed as a single-pulse doubler circuit (Villard circuit) for voltage multiplication with frequency dependency,
4th the construction of a residual current protective device with an input rectifier circuit designed as a circuit for voltage multiplication and a protective circuit,
5 the typical course of the tripping current over the frequency for a residual current protective device that offers both personal and fire protection,

1 zeigt den Aufbau einer Fehlerstrom-Schutzeinrichtung bestehend aus mindestens zwei zu überwachenden Stromleitungen (1), zumindest einem Summenstromwandler (2) mit zumindest einer Sekundärwicklung (3), welche mit einer als Schaltung zur Spannungsvervielfachung (4) ausgeführten Eingangsgleichrichterschaltung verschaltet ist, welcher nachfolgend eine Schaltung (5) beispielsweise bestehend aus Ladungsspeicher und Schwellwertschalter angeordnet ist. Der Ladungsspeicher kann in einfachster Weise als einzelner Kondensator ausgeführt sein und der Schwellwertschalter kann als Komparatorschaltung ausgeführt sein. Der Ausgang von Schaltung (5) ist mit einem Auslöserelais (6) verbunden, welches auf ein Schaltschloss (7) wirkt, um im Fehlerfall die in den Stromleitungen (1) angeordneten Schaltkontakte (8) zu öffnen. Zur Überprüfung der Fehlerstrom-Schutzeinrichtung ist eine Auslöseprüfeinrichtung (9) bestehend aus einer Prüftaste und einem Prüfwiderstand vorgesehen. 1 shows the structure of a residual current device consisting of at least two power lines to be monitored ( 1 ), at least one summation current transformer ( 2 ) with at least one secondary winding ( 3rd ), which is used as a circuit for voltage multiplication ( 4th ) executed input rectifier circuit is connected, which is subsequently a circuit ( 5 ) is arranged, for example, consisting of a charge storage device and a threshold switch. The charge store can be designed in the simplest manner as a single capacitor and the threshold value switch can be designed as a comparator circuit. The output of circuit ( 5 ) is equipped with a trip relay ( 6th ) connected to a key switch ( 7th ) acts to prevent the in the power lines ( 1 ) arranged switching contacts ( 8th ) to open. A tripping test device ( 9 ) consisting of a test button and a test resistor.

2 zeigt eine erste Ausführung der Erfindung mit einer als Zweipuls-Verdopplerschaltung (Delon-Schaltung) ausgeführten Schaltung zur Spannungsvervielfachung (4), wobei den Dioden (10) jeweils eine Reihenschaltung bestehend aus Widerstand (11) und Kondensator (12) parallel geschaltet ist, um die gewünschte Frequenzabhängigkeit des Auslösestromes zu erzielen. 3 zeigt eine weitere Ausführung mit einer frequenzabhängigen als Einpuls-Verdopplerschaltung (Villard-Schaltung) ausgeführten Schaltung zur Spannungsvervielfachung (4). In 4 ist eine Weiterbildung der Erfindung gezeigt, wobei der Schaltung zur Spannungsvervielfachung (4) eine Schutzbeschaltung (13) zum Überspannungsschutz eingangsseitig parallel geschaltet ist. 2 shows a first embodiment of the invention with a circuit designed as a two-pulse doubler circuit (Delon circuit) for voltage multiplication ( 4th ), where the diodes ( 10 ) each a series circuit consisting of a resistor ( 11 ) and capacitor ( 12th ) is connected in parallel in order to achieve the desired frequency dependency of the tripping current. 3rd shows another version with a frequency-dependent circuit designed as a single-pulse doubler circuit (Villard circuit) for voltage multiplication ( 4th ). In 4th a further development of the invention is shown, wherein the circuit for voltage multiplication ( 4th ) a protective circuit ( 13th ) is connected in parallel on the input side for overvoltage protection.

Claims

Residual current protective device with at least one summation current transformer (2) for detecting low and high frequency residual currents, comprising at least two active power lines (1) to be monitored and at least one secondary winding (3), which is connected to a circuit for voltage multiplication (4) and a subsequent Energy collecting and tripping circuit (5) is connected, and with a tripping relay (6) which acts on a switch lock (7) to open the switching contacts (8) arranged in the power lines (1), the circuit for voltage multiplication (4 ) Contains diodes (10), characterized in that a series circuit formed from at least one resistor (11) and at least one capacitor (12) is connected in parallel with at least one diode (10).

Residual current protective device according to Claim 1 , characterized in that a protective circuit as overvoltage protection (13) is connected in parallel to the circuit for voltage multiplication (4) on the input side.

Residual current protective device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the circuit (5) following the circuit for voltage multiplication (4) is designed as a charge storage device with a threshold switch.