DE102018209114B3 - Circuit breaker with monitoring device and method therefor - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter (1) mit Überwachungseinrichtung (Ü) aufweisend einen elektronischen Schalter (S1) und einen mechanischen Wechselschalter (S2), wobei der mechanische Wechselschalter (S2) einen ersten Anschluss (NC), einen zweiten Anschluss (NO) und einen dritten Anschluss (COM) aufweist, wobei in einer Ruhestellung des mechanischen Wechselschalters (S2) der erste Anschluss (NC) mit dem dritten Anschluss (COM) verbunden ist und wobei in einer Arbeitsstellung des mechanischen Wechselschalters (S2) der zweite Anschluss (NO) mit dem dritten Anschluss (COM) verbunden ist, wobei der elektronischen Schalter (S1) mit dem dritten Anschluss (COM) des mechanischen Wechselschalters (S2) als Serienschaltung verbunden ist, wobei beim Einschalten des Schutzschalters (1) in einem ersten Schaltzustand zunächst der elektronische Schalter (S1) aktiviert ist, wobei am ersten Anschluss (NC) mittels der Überwachungseinrichtung (Ü) gemessen wird, ob am ersten Anschluss (NC) im Wesentlichen das gleiche Potential wie am dritten Anschluss (COM) anliegt und falls dies der Fall ist, in einem nachfolgenden weiteren Schaltzustand sowohl der elektronische Schalter (S1) aktiviert ist als auch der mechanische Wechselschalter (S2) in Arbeitsstellung ist. Weiterhin betrifft die Erfindung Verfahren für den Schutzschalter. The invention relates to a circuit breaker (1) with monitoring device (Ü) comprising an electronic switch (S1) and a mechanical changeover switch (S2), wherein the mechanical changeover switch (S2) has a first connection (NC), a second connection (NO) and a third terminal (COM), wherein in a rest position of the mechanical changeover switch (S2), the first terminal (NC) to the third terminal (COM) is connected and wherein in a working position of the mechanical changeover switch (S2) of the second terminal (NO) the third terminal (COM) is connected, wherein the electronic switch (S1) to the third terminal (COM) of the mechanical changeover switch (S2) is connected as a series circuit, wherein when switching the circuit breaker (1) in a first switching state, first the electronic switch (S1) is activated, wherein at the first port (NC) by means of the monitoring device (Ü) is measured, whether at the first port (NC) in Essentially the same potential as at the third terminal (COM) is present and if so, in a subsequent further switching state, both the electronic switch (S1) is activated and the mechanical changeover switch (S2) is in the working position. Furthermore, the invention relates to methods for the circuit breaker.
Description
Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter mit Überwachungseinrichtung und Verfahren hierfür.The invention relates to a circuit breaker with monitoring device and method for this.
Hintergrundbackground
Aus verschiedensten Bereichen ist es bekannt, elektronische Schutzschalter einzusetzen.From various areas it is known to use electronic circuit breakers.
Aus der
In vielen Bereichen elektrotechnischer Anlagen werden zudem galvanisch trennende Schutzschalter eingesetzt. Bei diesen Schutzschaltern soll im Ausschaltfall der Ausgang galvanisch getrennt sein.In many areas of electrical engineering, galvanic isolating circuit breakers are also used. In the case of these circuit breakers, the output should be galvanically isolated in the event of a switch-off.
Stand der TechnikState of the art
Daher werden z.B. elektronische Schutzschalter eingesetzt, bei denen die galvanische Trennung über ein Relais zur Verfügung gestellt wird.Therefore, e.g. electronic circuit breakers are used in which the galvanic isolation is provided via a relay.
Allerdings haben mechanische Kontakte, wie sie bei Relais Verwendung finden, die Eigenschaft, dass die Schaltkontakte verkleben / verschweißen können, sodass eine sichere galvanische Trennung nicht mehr möglich ist.However, mechanical contacts, such as those used in relays, have the property that the switching contacts can bond / weld, so that reliable galvanic isolation is no longer possible.
Allerdings ist es bei den bisherigen Schutzschaltern für den Verwender nicht möglich zu erkennen, ob die galvanische Trennung gewährleistet ist, ohne dass er eine gesonderte Messung an dem Gerät - unter Umständen verbunden mit einer Außerbetrieb-Setzung - vornimmt.However, it is not possible for the user to recognize in the previous circuit breakers whether the galvanic isolation is ensured without carrying out a separate measurement on the device, possibly in conjunction with an inoperative setting.
Aufgabetask
Ausgehend davon ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Schutzschalter mit Überwachungseinrichtung und Verfahren hierfür zur Verfügung zu stellen, die es ermöglichen, eine nicht mehr vorhandene galvanische Trennung zu erkennen.Based on this, it is an object of the invention to provide a circuit breaker with monitoring device and method for this, which make it possible to detect a no longer existing galvanic isolation.
Lösungsolution
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mittels eines Schutzschalters mit Überwachungseinrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. mittels Verfahren gemäß Anspruch 11. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und in den Figuren angegeben.The object is achieved by means of a circuit breaker with monitoring device according to
Figurenlistelist of figures
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung anhand bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert.The invention will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments.
Es zeigen
-
1 eine Nebeneinanderordnung von schematischen elektrischen Ersatzschaltbildern zu Verfahrensschritten gemäß Ausführungsformen der Erfindung, -
2 eine Nebeneinanderordnung von schematischen elektrischen Ersatzschaltbildern zu Verfahrensschritten gemäß Ausführungsformen der Erfindung, -
3 eine schematische Darstellung von einem elektrischen Ersatzschaltbild gemäß einem Aspekt der Erfindung, -
4 eine schematische Darstellung von einem elektrischen Ersatzschaltbild gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung, und -
5 eine weitere schematische Darstellung von einem elektrischen Ersatzschaltbild gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
-
1 a juxtaposition of schematic electrical equivalent circuit diagrams to process steps according to embodiments of the invention, -
2 a juxtaposition of schematic electrical equivalent circuit diagrams to process steps according to embodiments of the invention, -
3 1 is a schematic representation of an equivalent electrical circuit diagram according to an aspect of the invention; -
4 a schematic representation of an electrical equivalent circuit diagram according to another aspect of the invention, and -
5 a further schematic representation of an electrical equivalent circuit diagram according to an embodiment of the invention.
Nachfolgend wird die Erfindung eingehender (unter Bezugnahme auf die Figuren) dargestellt werden. Dabei ist anzumerken, dass unterschiedliche Aspekte beschrieben werden, die jeweils einzeln oder in Kombination zum Einsatz kommen können. D.h. jeglicher Aspekt kann mit unterschiedlichen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, soweit nicht explizit als reine Alternative dargestellt. Hereinafter, the invention will be illustrated in more detail (with reference to the figures). It should be noted that different aspects are described, which can be used individually or in combination. That Any aspect may be used with different embodiments of the invention, unless explicitly illustrated as a mere alternative.
Weiterhin wird nachfolgend der Einfachheit halber in aller Regel immer nur auf eine Entität Bezug genommen werden. Soweit nicht explizit vermerkt, kann die Erfindung aber auch jeweils mehrere der betroffenen Entitäten aufweisen. Insofern ist die Verwendung der Wörter „ein“, „eine“ und „eines“ nur als Hinweis darauf zu verstehen, dass in einer einfachen Ausführungsform zumindest eine Entität verwendet wird.Furthermore, in the following, for the sake of simplicity, reference will generally only ever be made to one entity be taken. Unless explicitly stated, however, the invention may also have several of the entities concerned. As such, the use of the words "a,""an" and "an" is to be understood merely as an indication that at least one entity is used in a simple embodiment.
Soweit nachfolgend Verfahren beschrieben werden, sind die einzelnen Schritte eines Verfahrens in beliebiger Reihenfolge anordbar und/oder kombinierbar, soweit sich durch den Zusammenhang nicht explizit etwas Abweichendes ergibt. Weiterhin sind die Verfahren - soweit nicht ausdrücklich anderweitig gekennzeichnet - untereinander kombinierbar.Insofar as methods are described below, the individual steps of a method can be arranged and / or combined in any desired order, unless the context explicitly provides otherwise. Furthermore, unless expressly stated otherwise, the processes can be combined with one another.
Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1% bis zu +/- 10 %.Figures with numerical values are generally not to be understood as exact values, but also include a tolerance of +/- 1% up to +/- 10%.
Bezugnahme auf Standards oder Spezifikationen oder Normen sind als Bezugnahme auf Standards bzw. Spezifikationen bzw. Normen, die zum Zeitpunkt der Anmeldung und/oder - soweit eine Priorität beansprucht wird - zum Zeitpunkt der Prioritätsanmeldung gelten / galten, zu verstehen. Hiermit ist jedoch kein genereller Ausschluss der Anwendbarkeit auf nachfolgende oder ersetzende Standards oder Spezifikationen oder Normen zu verstehen.References to standards or specifications or standards shall be construed as references to standards or specifications or standards in force at the time of the application and / or, if a priority is claimed, at the time of the priority application. However, this is not a general exclusion of applicability to subsequent or replacement standards or specifications or standards.
„Benachbart“ schließt im Nachfolgenden explizit eine unmittelbare Nachbarschaftsbeziehung ein ohne jedoch hierauf beschränkt zu sein. „Zwischen“ schließt im Nachfolgenden explizit eine Lage ein, in der das zwischenliegende Teil eine unmittelbare Nachbarschaft zu den umgebenden Teilen aufweist."Adjacent" explicitly includes, but is not limited to, an immediate neighborhood relationship. In the following, "between" explicitly includes a situation in which the intermediate part has an immediate neighborhood to the surrounding parts.
Insbesondere in der Prozessindustrie wird ein galvanisch trennender Schutzschalter häufig gefordert, der im Überlast- bzw. im Kurzschlussfall den Ausgang abschaltet.In particular, in the process industry, a galvanically isolating circuit breaker is often required, which shuts off the output in the event of overload or in the event of a short circuit.
Beispielhafte elektrische Ersatzschaltbilder gemäß Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Ein erfindungsgemäßer Schutzschalter
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann vorgesehen sein, dass an einer Eingangsspannung
Der mechanische Wechselschalter
Der elektronische Schalter
Beim Einschalten des Schutzschalters
Dies kann z.B. dadurch bewerkstelligt werden, dass sowohl am dritten Anschluss
Falls am ersten Anschluss
D.h. es ist nunmehr an Hand der Überprüfung der Spannung am ersten Anschluss im Vergleich zum dritten Anschluss möglich zu bestimmen, ob der Wechselkontakt
Ein entsprechendes Verfahren wird nun anhand der
Dabei wird angenommen, dass der Schutzschalter
In einer Ausführungsform der Erfindung wird im Fehlerfall, d.h. falls im ersten Schaltzustand beim Einschalten am ersten Anschluss
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist die Warneinrichtung
Obwohl die Schritte
Jedoch hat die zeitlich dargestellte Abfolge der Schritte einen Vorteil dahingehend, dass der mechanische Schalter
Obwohl der Schutzschalter
Beim Ausschalten des Schutzschalters
D.h. es ist nunmehr anhand der Überprüfung der Spannung am ersten Anschluss im Vergleich zum dritten Anschluss möglich zu bestimmen, ob der Wechselkontakt
Ein entsprechendes Verfahren wird nun anhand der
Dabei wird angenommen, dass der Schutzschalter
In einer Ausführungsform der Erfindung kann, falls im ersten Schaltzustand am ersten Anschluss
Jedoch hat die zeitlich dargestellte Abfolge der Schritte einen Vorteil dahingehend, dass der mechanische Schalter
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann der Schutzschalter
Weiterhin kann, wie in
D.h. die Erfindung macht sich den „normally closed“-Kontakt des Relais als Messeingang zu bestimmten Zeitpunkten zu Nutze, um abzufragen, ob die galvanische Trennung gewährleistet ist. Im Fehlerfall, z.B. bei einem Überstrom (
Wird mittels des Schutzschalters ein Kanal von Uin nach Uout vom Anwender (z.B. durch einmaliges Drücken der Taste
Andererseits, wird mittels des Schutzschalters ein Kanal von Uin nach Uout vom Anwender (z.B. durch einmaliges Drücken der Taste
Ohne Beschränkung der Allgemeinheit kann die Überwachungseinrichtung
Der Messeingang / die Messeingänge an der Überwachungseinrichtung U können unterschiedlich ausgeführt werden. Es kann über einen Spannungsteiler die Spannung gemessen und der Analogwert weiter ausgewertet werden. Andernfalls kann an einem digitalen Eingang der Schaltzustand digital erfasst und ausgewertet werden.The measuring input / inputs at the monitoring device U can be executed differently. The voltage can be measured via a voltage divider and the analog value further evaluated. Otherwise, the switching state can be digitally recorded and evaluated at a digital input.
Im Falle eines Fehlers kann durch geeignete Maßnahmen angezeigt werden, dass der Fehler beim Einschalten oder beim Ausschalten aufgetreten ist. Beispielsweise kann die Fernmeldeeinrichtung
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Schutzschalterbreaker
- FF
- SchmelzdrahtsicherungFuse wire fuse
- ÜÜ
- Überwachungseinrichtungmonitoring device
- NONO
- Normally-Open ContactNormally open contact
- NCNC
- Normally-Closed ContactNormally Closed Contact
- COMCOM
- Gemeinsamer KontaktJoint contact
- TT
- Tasterbutton
- FMFM
- Fernmeldungremote signaling
- S1S1
- Schalter, elektronischSwitch, electronic
- S2S2
- Schalter, mechanischSwitch, mechanical
- WW
- Warneinrichtungwarning device
- UinUin
- Spannung am EingangVoltage at the entrance
- UoutUout
- Spannung am AusgangVoltage at the output
- Urel-checkUrel-check
- Spannung am Ausgang NCVoltage at the output NC
- relay-switchrelay-switch
- Schaltsignal für mechanischen SchalterSwitching signal for mechanical switch
- loutlout
- Strom durch den SchutzschalterCurrent through the circuit breaker
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102018209114.5A DE102018209114B3 (en) | 2018-06-08 | 2018-06-08 | Circuit breaker with monitoring device and method therefor |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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DE102018209114B3 true DE102018209114B3 (en) | 2019-03-21 |
Family
ID=65526829
Family Applications (1)
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R020 | Patent grant now final |