DE102019132071A1 - Device for monitoring a supply network - Google Patents

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Abstract

Eine Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2) und einem Schutzleiter (PE) weist einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) auf, welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen, und welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom ersten Signal (SIG1) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84).A device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2) and a protective conductor (PE) has a first connection (21), a second connection (22), a third connection (25), a current regulator (44) and a signal detection arrangement (31), which current regulator (44) is designed to enable a current flow in a first current loop (81, 84) when the supply network (10) is connected the first current loop (81, 84) comprises the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which device (20) is designed to Generate an alternating current signal (I_I) in the first current loop (81, 84) via the current regulator (44), which signal detection arrangement (31) is designed to generate a first signal (SIG1) at a predetermined first point of the first current loop (81, 84) ) and which evaluation device (3 0) is designed to generate an evaluation signal (OUT) as a function of the first signal (SIG1), which evaluation signal is dependent on the impedance of the first current loop (81, 84).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Überwachen eines Versorgungsnetzes. Solche Vorrichtungen werden auch als PE-Monitor bezeichnet.The invention relates to a device and a method for monitoring a supply network. Such devices are also referred to as PE monitors.

Die DE 10 2011 101 530 A1 zeigt ein Verfahren, bei dem eine Schleifenimpedanz eines Stromkreises bestimmt und in Abhängigkeit von der bestimmten Schleifenimpedanz die Ladevorrichtung von dem Energieversorgungssystem entkoppelt wird.The DE 10 2011 101 530 A1 shows a method in which a loop impedance of a circuit is determined and the charging device is decoupled from the energy supply system as a function of the determined loop impedance.

Die EP 0 881 500 A1 zeigt eine Schleifenstrommessung für ein Versorgungsnetz mit Neutralleiter.The EP 0 881 500 A1 shows a loop current measurement for a supply network with a neutral conductor.

Die EP 2 869 075 A1 betrifft ein Verfahren zur Erkennung eines Lecks zwischen den Leistungsanschlüssen und Erde, bei dem die Impedanz zwischen den Leistungsanschlüssen und Erde bestimmt wird.The EP 2 869 075 A1 relates to a method for detecting a leak between the power connections and earth, in which the impedance between the power connections and earth is determined.

Die US 2014/0340092 A1 zeigt einen Überwachungsapparat, bei welchem der Schleifenwiderstand des Batterielade- und Entladesystems gemessen wird.The US 2014/0340092 A1 shows a monitoring apparatus in which the loop resistance of the battery charging and discharging system is measured.

Die US 2016/0327615 A1 zeigt ein Verfahren und eine Vorrichtung für eine tragbare Fahrzeug-Ladeanordnung, die zum Testen von Ladestationen dient.The US 2016/0327615 A1 shows a method and an apparatus for a portable vehicle charging arrangement which is used for testing charging stations.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine neue Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes bereitzustellen.It is an object of the invention to provide a new device for monitoring a supply network.

Diese Aufgabe wird gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 1.This object is achieved by the subject matter of claim 1.

Eine Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes mit aktiven Leitern und einem Schutzleiter weist einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, einen dritten Anschluss, einen Stromsteller und eine Signalerfassungsanordnung auf, welcher erste Anschluss mit einem ersten aktiven Leiter des Versorgungsnetzes verbindbar ist, welcher dritte Anschluss mit dem Schutzleiter des Versorgungsnetzes verbindbar ist, und welcher Stromsteller dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife zu ermöglichen, welche erste Stromschleife den Stromsteller, den dritten Anschluss, das Versorgungsnetz, den ersten Anschluss und wieder den Stromsteller umfasst, welche Vorrichtung dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller ein Wechselstromsignal in der ersten Stromschleife zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife zu erfassen und der Auswertevorrichtung ein Signalerfassungsanordnungssignal zuzuführen, welches erste Signal eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom ersten Signal, und welche Auswertevorrichtung dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal ein Auswertesignal zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife. Die Verwendung eines Wechselstromsignals ermöglicht eine gute Auswertung, und die Gefahr eines Auslösens eines Fehlerstrom-Schutzschalters ist geringer als bei einem Gleichstromsignal.A device for monitoring a supply network with active conductors and a protective conductor has a first connection, a second connection, a third connection, a current regulator and a signal detection arrangement, which first connection can be connected to a first active conductor of the supply network, which third connection can be connected to the Protective conductor of the supply network can be connected, and which current controller is designed to enable a current flow in a first current loop when the supply network is connected, which first current loop comprises the current controller, the third connection, the supply network, the first connection and again the current controller, which device is designed to generate an alternating current signal in the first current loop via the current regulator, which signal acquisition arrangement is designed to acquire a first signal at a predetermined first point of the first current loop and the evaluation before direction to supply a signal acquisition arrangement signal, which first signal has first information about the impedance of the first current loop, which signal acquisition arrangement signal is dependent on the first signal, and which evaluation device is designed to generate an evaluation signal as a function of the signal acquisition arrangement signal which is dependent on the impedance of the first current loop. The use of an alternating current signal enables good evaluation and the risk of a residual current circuit breaker being triggered is lower than with a direct current signal.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalerfassungsanordnung dazu ausgebildet, als erstes Signal ein die Spannung am ersten Anschluss charakterisierendes Signal zu erfassen. Die Spannung am ersten Anschluss enthält eine Information über die Impedanz des Versorgungsnetzes und ist daher gut zur Auswertung geeignet. Das die Spannung am ersten Anschluss charakterisierende Signal kann beispielsweise auch dann erfasst werden, wenn am ersten Anschluss ein Widerstand vorgesehen ist und erst hinter dem Widerstand gemessen wird.According to a preferred embodiment, the signal acquisition arrangement is designed to acquire a signal characterizing the voltage at the first connection as the first signal. The voltage at the first connection contains information about the impedance of the supply network and is therefore well suited for evaluation. The signal characterizing the voltage at the first connection can also be detected, for example, if a resistor is provided at the first connection and measurement is only taken after the resistor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste Stromschleife mindestens einen Kondensator auf, dessen erster Anschluss in Richtung zum ersten Anschluss verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller verschaltet ist.According to a preferred embodiment, the first current loop has at least one capacitor, the first connection of which is connected in the direction of the first connection and the second connection of which is connected in the direction of the current regulator.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die erste Stromschleife mindestens einen Widerstand auf, welcher parallel zum Kondensator verschaltet ist. Der Widerstand erlaubt die Erzeugung eines für den Stromsteller geeigneten Potenzials.According to a preferred embodiment, the first current loop has at least one resistor which is connected in parallel to the capacitor. The resistance allows the generation of a potential suitable for the power controller.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Anschluss mit einem zweiten aktiven Leiter des Versorgungsnetzes verbindbar, und der Stromsteller ist dazu ausgebildet, bei Anschluss des Versorgungsnetzes einen Stromfluss in einer zweiten Stromschleife zu ermöglichen, welche zweite Stromschleife den Stromsteller, den dritten Anschluss, das Versorgungsnetz, den zweiten Anschluss und wieder den Stromsteller umfasst. Die Messung in der zweiten Stromschleife erhöht die Genauigkeit der Messung, da auch bei ungleichen Impedanzen in der ersten Stromschleife und zweiten Stromschleife die Auswirkung des Wechselstromsignals gut erfasst werden kann. Bei Versorgungsnetzen mit nur zwei aktiven Leitern wie beispielsweise dem Versorgungsnetz vom Typ US split phase werden beide aktiven Leiter mit je einer Stromschleife gemessen, und man erhält ein gutes Ergebnis für die Impedanzen.According to a preferred embodiment, the second connection can be connected to a second active conductor of the supply network, and the current regulator is designed to enable a current flow in a second current loop when the supply network is connected, which second current loop is the Power controller, the third connection, the supply network, the second connection and again includes the power controller. The measurement in the second current loop increases the accuracy of the measurement, since the effect of the alternating current signal can be detected well even with unequal impedances in the first current loop and the second current loop. In supply networks with only two active conductors, such as the US split phase supply network, both active conductors are measured with one current loop each, and a good result is obtained for the impedances.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die zweite Stromschleife mindestens einen Kondensator auf, dessen erster Anschluss in Richtung zum zweiten Anschluss verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller verschaltet ist.According to a preferred embodiment, the second current loop has at least one capacitor, the first connection of which is connected in the direction of the second connection and the second connection of which is connected in the direction of the current regulator.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalerfassungsanordnung dazu ausgebildet, ein zweites Signal an einem vorgegebenen zweiten Punkt der zweiten Stromschleife zu erfassen, welches zweite Signal eine zweite Information über die Impedanz der zweiten Stromschleife aufweist, und das Signalerfassungsanordnungssignal ist abhängig vom ersten Signal und vom zweiten Signal. Hierdurch kann die Auswertevorrichtung sowohl das erste Signal als auch das zweite Signal auswerten.According to a preferred embodiment, the signal acquisition arrangement is designed to acquire a second signal at a predetermined second point of the second current loop, which second signal has second information about the impedance of the second current loop, and the signal acquisition arrangement signal is dependent on the first signal and the second signal . This enables the evaluation device to evaluate both the first signal and the second signal.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Signalerfassungsanordnung einen Addierer auf, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal als Summensignal des ersten Signals und des zweiten Signals zu bilden. Das Summensignal enthält die Auswirkung des Wechselstromsignals auf beide Stromschleifen. Zudem mitteln sich die Phasen HOT1 und HOT2 mit der Netzfrequenz, die eine Phasenverschiebung von 180° zueinander haben, durch den Addierer zumindest teilweise zu einer niedrigeren Spannung oder im Idealfall zu einer Netzspannung von 0 V.According to a preferred embodiment, the signal acquisition arrangement has an adder which is designed to form the signal acquisition arrangement signal as a sum signal of the first signal and the second signal. The sum signal contains the effect of the alternating current signal on both current loops. In addition, the phases HOT1 and HOT2 with the mains frequency, which have a phase shift of 180 ° to one another, are at least partially averaged by the adder to a lower voltage or, ideally, to a mains voltage of 0 V.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Addierer einen Spannungsteiler auf. Der Spannungsteiler ermöglicht eine einfache Addition. Es sind aber beispielsweise auch Addierer mit Operationsverstärkern möglich.According to a preferred embodiment, the adder has a voltage divider. The voltage divider enables simple addition. However, adders with operational amplifiers are also possible, for example.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Signalerfassungsanordnung dazu ausgebildet, der Auswertevorrichtung als Signalerfassungsanordnungssignal ein erstes Signalerfassungsanordnungssignal und ein zweites Signalerfassungsanordnungssignal zuzuführen, welches erste Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom ersten Signal und welches zweite Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom zweiten Signal. Durch das getrennte Zuführen des ersten Signalerfassungsanordnungssignals und des zweiten Signalerfassungsanordnungssignals kann die Auswertevorrichtung die Stromschleifen einzeln auswerten und erhält somit die volle Information der Messung.According to a preferred embodiment, the signal acquisition arrangement is designed to supply a first signal acquisition arrangement signal and a second signal acquisition arrangement signal to the evaluation device as a signal acquisition arrangement signal, which first signal acquisition arrangement signal is dependent on the first signal and which second signal acquisition arrangement signal is dependent on the second signal. As a result of the separate supply of the first signal acquisition arrangement signal and the second signal acquisition arrangement signal, the evaluation device can evaluate the current loops individually and thus receives the full information of the measurement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Strommessvorrichtung zur Erfassung eines den durch den Stromsteller erzeugten Strom charakterisierenden Messsignals auf, und die Auswertevorrichtung ist dazu ausgebildet, das Auswertesignal in Abhängigkeit vom Messsignal zu erzeugen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet, als Auswertesignal ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn das Messsignal einem zu niedrigen Wechselstromsignal entspricht. Die Messung des tatsächlich erzeugten Stroms ist vorteilhaft, da das Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist davon. Wenn der Messstrom zu niedrig ist, kann dies ein Zeichen für eine zu hohe Impedanz in der jeweiligen Stromschleife sein, und dies ergibt eine Information für das Auswertesignal.According to a preferred embodiment, the device has a current measuring device for detecting a measurement signal characterizing the current generated by the current regulator, and the evaluation device is designed to generate the evaluation signal as a function of the measurement signal. According to a preferred embodiment, the evaluation device is designed to generate an error signal as the evaluation signal when the measurement signal corresponds to an alternating current signal that is too low. The measurement of the current actually generated is advantageous since the signal detection arrangement signal is dependent on it. If the measurement current is too low, this can be a sign of too high an impedance in the respective current loop, and this provides information for the evaluation signal.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wechselstromsignal eine Messfrequenz auf, welche im Bereich 75 Hz bis 625 Hz liegt, bevorzugt im Bereich 100 Hz bis 590 Hz. Die Messfrequenz beeinflusst die durch Kapazitäten und/oder Induktivitäten erzeugte Impedanz. Der genannte Bereich hat sich als vorteilhaft für die Messung und Auswertung erwiesen.According to a preferred embodiment, the alternating current signal has a measuring frequency which is in the range 75 Hz to 625 Hz, preferably in the range 100 Hz to 590 Hz. The measuring frequency influences the impedance generated by capacitances and / or inductances. The range mentioned has proven to be advantageous for the measurement and evaluation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Wechselstromsignal eine Messfrequenz auf, welche ungleich einem ungeraden Vielfachen der Netzfrequenz ist. Untersuchungen haben ergeben, dass bei den ungeraden Vielfachen der Netzfrequenz Oberwellen auftreten, die zu einer Störung der Messung führen können.According to a preferred embodiment, the alternating current signal has a measurement frequency which is not equal to an odd multiple of the network frequency. Investigations have shown that harmonics occur at the odd multiples of the network frequency, which can lead to a disruption of the measurement.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Frequenzmessvorrichtung auf, welche Frequenzmessvorrichtung dazu ausgebildet ist, einen die Netzfrequenz charakterisierenden Frequenzmesswert zu ermitteln, und welche Vorrichtung dazu ausgebildet ist, die Messfrequenz in Abhängigkeit vom Frequenzmesswert zu bestimmen. Durch die Information des Frequenzmesswerts kann eine gut für die Messung geeignete Messfrequenz gewählt werden.According to a preferred embodiment, the device has a frequency measuring device, which frequency measuring device is designed to determine a frequency measurement value characterizing the network frequency, and which device is designed to determine the measurement frequency as a function of the frequency measurement value. A measurement frequency that is well suited for the measurement can be selected from the information on the measured frequency value.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Stromsteller als Stromregler ausgebildet. Die Verwendung eines Stromreglers erlaubt die Reaktion auf sich ändernde Impedanzen in den Messschleifen.According to a preferred embodiment, the current regulator is designed as a current regulator. The use of a current regulator allows the reaction to changing impedances in the measuring loops.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet, das Signalerfassungsanordnungssignal durch ein Bandpass-Filter zu filtern, um eine Dämpfung im Bereich der Netzfrequenz zu bewirken. Das Bandpass-Filter ermöglicht eine geringe Dämpfung im Bereich um die Messfrequenz herum, dem so genannten Band, aber gleichzeitig eine starke Dämpfung oberhalb und unterhalb davon. Die Netzfrequenz kann hierdurch gut gedämpft werden, und dies erleichtert die Auswertung im Frequenzbereich der Messfrequenz.According to a preferred embodiment, the evaluation device is designed to filter the signal acquisition arrangement signal through a bandpass filter in order to effect an attenuation in the range of the network frequency. The band-pass filter enables low attenuation in the area around the measurement frequency, the so-called band, but at the same time strong attenuation above and below it. The network frequency can be damped well in this way, and this facilitates the evaluation in the frequency range of the measurement frequency.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Bandpass-Filter als aktives Filter ausgebildet. Die Verwendung aktiver Filter ermöglicht einen engen Bandbereich und eine große Dämpfung außerhalb des Bandbereichs. Dies ist vorteilhaft, da die Netzfrequenz und die Messfrequenz relativ nah beieinanderliegen.According to a preferred embodiment, the bandpass filter is designed as an active filter. The use of active filters enables a narrow band range and a large attenuation outside the band range. This is advantageous because the network frequency and the measurement frequency are relatively close to one another.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung eine Phasenregelschleife auf, welche Phasenregelschleife dazu ausgebildet ist, ein Phasenregelschleifensignal derart durch einen geschlossenen Regelkreis zu erzeugen, dass die Phasenabweichung zwischen dem Phasenregelschleifensignal und einer Phase der Versorgungsspannung konstant ist. Die Erzeugung des Phasenregelschleifensignals ergibt eine gute Referenz für das Verhalten der Phase.According to a preferred embodiment, the device has a phase locked loop, which phase locked loop is designed to generate a phase locked loop signal through a closed control loop in such a way that the phase deviation between the phase locked loop signal and a phase of the supply voltage is constant. The generation of the phase locked loop signal provides a good reference for the behavior of the phase.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird der Auswertevorrichtung ein die Netzfrequenz charakterisierender Wert und ein die Messfrequenz charakterisierender Wert zugeführt.According to a preferred embodiment, the evaluation device is supplied with a value characterizing the network frequency and a value characterizing the measurement frequency.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, das Wechselstromsignal in Abhängigkeit vom Phasenregelschleifensignal zu beeinflussen. Das Wechselstromsignal kann hierdurch mit dem Phasenregelschleifensignal synchronisiert werden, und die Qualität der Auswertung wird verbessert, insbesondere im Zusammenhang mit einer ggf. durchgeführten Fouriertransformation.According to a preferred embodiment, the device is designed to influence the alternating current signal as a function of the phase locked loop signal. The alternating current signal can thereby be synchronized with the phase-locked loop signal, and the quality of the evaluation is improved, in particular in connection with a Fourier transformation that may be carried out.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung dazu ausgebildet, das Wechselstromsignal mit einem vorgegebenen Frequenzfaktor mit dem Phasenregelschleifensignal zu synchronisieren. Durch diese Maßnahme werden die Frequenzen der Phase und des Wechselstromsignals in ein festes Verhältnis gesetzt, und es entsteht keine Phasenverschiebung zusätzlich zur Phasenverschiebung durch die unterschiedlichen Frequenzen.According to a preferred embodiment, the device is designed to synchronize the alternating current signal with a predetermined frequency factor with the phase locked loop signal. By this measure, the frequencies of the phase and the alternating current signal are set in a fixed ratio, and there is no phase shift in addition to the phase shift due to the different frequencies.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist die Auswertevorrichtung einen Summierer auf, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalanordnungssignal mit einem Phasensignal zu summieren, welches Phasensignal eine Frequenz aufweist, welche der Netzfrequenz der Stromversorgung entspricht, um beim Signalanordnungssignal eine Verringerung des Frequenzanteils der Netzfrequenz zu bewirken. Die Amplitude der Spannung im Bereich der Netzfrequenz ist deutlich größer als die durch das Wechselstromsignal erzeugte Spannungsamplitude. Eine Verringerung der Amplitude der Netzfrequenz erleichtert daher die Auswertung.According to a preferred embodiment, the evaluation device has an adder which is designed to sum the signal arrangement signal with a phase signal, which phase signal has a frequency which corresponds to the network frequency of the power supply in order to reduce the frequency component of the network frequency in the signal arrangement signal. The amplitude of the voltage in the range of the network frequency is significantly greater than the voltage amplitude generated by the alternating current signal. A reduction in the amplitude of the network frequency therefore facilitates the evaluation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet, eine Fouriertransformation des Signalanordnungssignals durchzuführen, um den Frequenzanteil der Messfrequenz zu ermitteln. Durch die Fouriertransformation kann der interessante Frequenzanteil gut ermittelt werden.According to a preferred embodiment, the evaluation device is designed to carry out a Fourier transformation of the signal arrangement signal in order to determine the frequency component of the measurement frequency. The frequency component of interest can be determined well through the Fourier transformation.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung an ein Versorgungsnetz ohne Neutralleiter anschließbar. Die Vorrichtung setzt also nicht das Vorhandensein eines Neutralleiters voraus, sie hat insbesondere im relevanten Schaltungsteil keine Bestandteile, die den Anschluss eines Neutralleiters erfordern.According to a preferred embodiment, the device can be connected to a supply network without a neutral conductor. The device therefore does not require the presence of a neutral conductor; in particular, in the relevant circuit part it does not have any components that require the connection of a neutral conductor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind der erste Anschluss und der zweite Anschluss mit einer Phase als aktivem Leiter verbunden. Dies ermöglicht beispielsweise in vorteilhafter Weise den Betrieb der Vorrichtung an einem Versorgungsnetz vom Typ US split phase.According to a preferred embodiment, the first connection and the second connection are connected to a phase as an active conductor. This advantageously enables the device to be operated on a US split phase supply network, for example.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der erste Anschluss mit einem Neutralleiter als aktivem Leiter verbunden, und der zweite Anschluss ist mit einer Phase als aktivem Leiter verbunden. Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform umfasst die Stromschleife den ersten Anschluss, um eine Messung am Neutralleiter zu ermöglichen.According to a preferred embodiment, the first connection is connected to a neutral conductor as an active conductor, and the second connection is connected to a phase as an active conductor. According to a further preferred embodiment, the current loop comprises the first connection in order to enable a measurement on the neutral conductor.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet, bei einer Erhöhung der Impedanz über einen vorgegebenen Grenzwert innerhalb einer Reaktionszeit von weniger als 40,0 ms eine entsprechende Information im Auswertesignal zu erzeugen. Wenn sehr kurz gewartet wird, beispielsweise 0,5 ms, kann es zu einem Fehlalarm kommen, bei dem eine zu hohe Impedanz der Stromschleife angezeigt wird, obwohl dies nicht der Fall ist. Wenn dagegen zu lange das Messsignal beobachtet wird, kann es bei einer tatsächlichen Impedanzerhöhung zu einer Gefahr auf Grund schlechter Schutzleiterverbindung kommen. Die 40 ms haben sich als guter Wert erwiesen. Weiter bevorzugt beträgt die Reaktionszeit mehr als 1,0 ms.According to a preferred embodiment, the evaluation device is designed to respond to an increase in impedance above a predetermined limit value within a response time of less than 40.0 ms to generate corresponding information in the evaluation signal. If there is a very short wait, for example 0.5 ms, a false alarm can occur, in which an excessively high impedance of the current loop is indicated, although this is not the case. If, on the other hand, the measurement signal is observed for too long, an actual increase in impedance can result in a risk of poor protective conductor connection. The 40 ms turned out to be a good value. More preferably, the response time is more than 1.0 ms.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch den Gegenstand des Anspruchs 24.The object is also achieved by the subject matter of claim 24.

Ein Verfahren zum Überwachen eines Versorgungsnetzes mit aktiven Leitern und einem Schutzleiter mittels einer Vorrichtung, welche einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, einen dritten Anschluss, einen Stromsteller und eine Signalerfassungsanordnung aufweist, welcher erste Anschluss mit einem ersten aktiven Leiter des Versorgungsnetzes verbindbar ist, welcher dritte Anschluss mit dem Schutzleiter des Versorgungsnetzes verbindbar ist, und welcher Stromsteller dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife zu ermöglichen, welche erste Stromschleife den Stromsteller, den dritten Anschluss, das Versorgungsnetz, den ersten Anschluss und wieder den Stromsteller umfasst, weist die folgenden Schritte auf:

  1. A) Durch den Stromsteller wird ein Wechselstromsignal in der ersten Stromschleife erzeugt,
  2. B) Durch die Signalerfassungsanordnung wird ein erstes Signal an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife erfasst und der Auswertevorrichtung ein Signalerfassungsanordnungssignal zugeführt, welches erste Signal eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom ersten Signal,
  3. C) Durch die Auswertevorrichtung wird in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal ein Auswertesignal erzeugt, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife.
A method for monitoring a supply network with active conductors and a protective conductor by means of a device which has a first connection, a second connection, a third connection, a current regulator and a signal detection arrangement, which first connection can be connected to a first active conductor of the supply network, which third connection can be connected to the protective conductor of the supply network, and which current controller is designed to enable a current flow in a first current loop when the supply network is connected, which first current loop is the current controller, the third connection, the supply network, the first connection and again the current controller includes the following steps:
  1. A) The current controller generates an alternating current signal in the first current loop,
  2. B) The signal detection arrangement detects a first signal at a predetermined first point of the first current loop and the evaluation device is supplied with a signal detection arrangement signal, which first signal has first information about the impedance of the first current loop, which signal detection arrangement signal is dependent on the first signal,
  3. C) The evaluation device generates an evaluation signal as a function of the signal acquisition arrangement signal, which evaluation signal is dependent on the impedance of the first current loop.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigt

  • 1 eine Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes mit einem Stromsteller und einer Signalerfassungsanordnung,
  • 2 das Frequenzspektrum eines Signalerfassungsanordnungssignals,
  • 3 das Frequenzspektrum des Signalerfassungsanordnungssignals von 2 nach Anwendung eines Tiefpass-Filters,
  • 4 ein Tiefpass-Filter,
  • 5 ein Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform der Vorrichtung von 1,
  • 6 ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform der Vorrichtung von 1,
  • 7 ein Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform der Vorrichtung von 1,
  • 8 ein Bild eines Oszilloskops bei einer ersten Messung,
  • 9 ein Bild eines Oszilloskops bei einer zweiten Messung,
  • 10 eine Ausführungsform eines Netzteils und eines Stromstellers,
  • 11 eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung von 1, und
  • 12 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zum Überwachen eines Versorgungsnetzes mit einem Stromsteller und einer Signalerfassungsanordnung,
Further details and advantageous developments of the invention emerge from the exemplary embodiments described below and shown in the drawings, which are in no way to be understood as limiting the invention, as well as from the subclaims. It shows
  • 1 a device for monitoring a supply network with a power controller and a signal detection arrangement,
  • 2 the frequency spectrum of a signal acquisition arrangement signal,
  • 3rd the frequency spectrum of the signal acquisition array signal from 2 after applying a low-pass filter,
  • 4th a low pass filter,
  • 5 a block diagram of a first embodiment of the device of FIG 1 ,
  • 6th a block diagram of a second embodiment of the apparatus of FIG 1 ,
  • 7th a block diagram of a third embodiment of the apparatus of FIG 1 ,
  • 8th an image of an oscilloscope during a first measurement,
  • 9 a picture of an oscilloscope during a second measurement,
  • 10 an embodiment of a power supply unit and a power controller,
  • 11 another embodiment of the device of FIG 1 , and
  • 12th a further embodiment of a device for monitoring a supply network with a current regulator and a signal detection arrangement,

Im Folgenden sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden üblicherweise nur einmal beschrieben. Die Beschreibung ist figurenübergreifend aufeinander aufbauend, um unnötige Wiederholungen zu vermeiden.In the following, identical or identically acting parts are provided with the same reference numerals and are usually only described once. The description builds on each other across all figures in order to avoid unnecessary repetitions.

1 zeigt eine Vorrichtung 20 zum Überwachen eines Versorgungsnetzes 10. 1 shows an apparatus 20th for monitoring a supply network 10 .

Die Vorrichtung 20 hat einen Anschluss 21 (bzw. 21') mit einer Leitung 51, einen Anschluss 24 (bzw. 24') mit einer Leitung 54 sowie einen Schutzleiteranschluss 25 (bzw. 25') mit einer Leitung 55. Der Schutzleiteranschluss 25 ist mit einem Schutzleitersymbol 99 verbunden, das auch an anderer Stelle der Schaltung als Symbol für eine leitende Verbindung mit dem Schutzleiteranschluss 25 verwendet wird.The device 20th has a connection 21 (or. 21 ' ) with one line 51 , a connection 24 (or. 24 ' ) with one line 54 as well as a protective conductor connection 25th (or. 25 ' ) with one line 55 . The Protective conductor connection 25th is with a protective conductor symbol 99 connected, which is also used elsewhere in the circuit as a symbol for a conductive connection with the protective conductor connection 25th is used.

Die Vorrichtung 20 ist beispielhaft an ein Versorgungsnetz 10 vom Typ US split phase angeschlossen, wie es insbesondere in den USA verwendet wird. Ein solches Versorgungsnetz wird auch als Einphasen-Dreileiternetz bezeichnet. Das Versorgungsnetz 10 hat einen Punkt 13, welcher über eine erste Wechselspannungsquelle 11 mit dem Anschluss 21 (HOT1) verbunden und über eine Wechselspannungsquelle 12 mit dem Anschluss 24 (HOT2) verbunden ist. Der Punkt 13 ist über einen Erdungsanschluss 199 geerdet und mit dem Schutzleiteranschluss 25 (PE) verbunden. Die Wechselspannungsquellen 11, 12 sind beispielsweise die Sekundärseite eines Transformators, und der Punkt 13 ist eine Mittelanzapfung auf der Sekundärseite. Die Leiter 51, 54 werden als aktive Leiter bezeichnet, da über diese im Regelfall der Strom fließt. Im vorliegenden Fall sind die aktiven Leiter 51, 54 mit HOT1 bzw. HOT2 des US split phase-Versorgungsnetzes verbunden. Bei einem europäischen Netz könnten beispielsweise die Leiter 51, 54 mit den Anschlüssen L1 bzw. N verbunden sein.The device 20th is an example of a supply network 10 of the type US split phase connected, as it is used in particular in the USA. Such a supply network is also referred to as a single-phase three-wire network. The supply network 10 has a point 13th , which has a first AC voltage source 11 with the connector 21 (HOT1) and an AC voltage source 12th with the connector 24 (HOT2) is connected. The point 13th is via a ground connection 199 grounded and with the protective conductor connection 25th (PE) connected. The AC voltage sources 11 , 12th are for example the secondary of a transformer, and the point 13th is a center tap on the secondary side. The ladder 51 , 54 are referred to as active conductors, as the current usually flows through them. In the present case, the active conductors are 51 , 54 connected to HOT1 or HOT2 of the US split phase supply network. For example, in a European network, the conductors 51 , 54 be connected to the terminals L1 and N, respectively.

Ein Verbraucher 15 ist beispielhaft über Leitungen an den Anschlüssen 21, 24 und 25 sowie an zusätzlichen Anschlüssen 22, 23 angeschlossen und kann Leistung aus dem Versorgungsnetz 10 entnehmen bzw. aus dem Versorgungsnetz gespeist werden. Über die Leitungen 22, 23 kann beispielsweise ein Anschluss der Phasen L2, L3 bei einem europäischen Drehstrom-Versorgungsnetz mit den aktiven Anschlüssen L1, L2, L3, N erfolgen.A consumer 15th is an example of cables at the connections 21 , 24 and 25th as well as additional connections 22nd , 23 connected and can take power from the supply network 10 can be removed or fed from the supply network. Over the lines 22nd , 23 For example, the phases L2, L3 can be connected to a European three-phase supply network with the active connections L1, L2, L3, N.

Die Vorrichtung 20 hat einen Widerstand 60 und einen Widerstand 62. Die Leitung 51 ist über den Widerstand 60 mit einem Punkt 61 verbunden, und der Punkt 61 ist über den Widerstand 62 mit der Leitung 54 verbunden. Den Widerständen 60 und 62 ist jeweils ein Kondensator 63 bzw. 64 parallel geschaltet. Der Punkt 61 ist über einen Stromsteller 44 mit einem Punkt 42 verbunden, und der Punkt 42 ist über einen Widerstand 40 mit dem Anschluss 25 verbunden. Anders ausgedrückt weist die erste Stromschleife 81 den Kondensator 63 auf, dessen erster Anschluss in Richtung zum ersten Anschluss 21 verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller 44 verschaltet ist. Der Widerstand 60 ist parallel zum Kondensator 63 verschaltet. In gleicher Weise weist die zweite Stromschleife 84 den Kondensator 64 auf, dessen erster Anschluss in Richtung zum zweiten Anschluss 24 verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller 44 verschaltet ist. Der Widerstand 62 ist parallel zum Kondensator 64 verschaltet. Die Widerstände 60, 62 bewirken einen Spannungsteiler.The device 20th has a resistance 60 and a resistor 62 . The administration 51 is about the resistance 60 with a point 61 connected, and the point 61 is about the resistance 62 with the line 54 connected. The resistances 60 and 62 each is a capacitor 63 or. 64 connected in parallel. The point 61 is via a power controller 44 with a point 42 connected, and the point 42 is about a resistance 40 with the connector 25th connected. In other words, the first current loop 81 the capacitor 63 on, its first connection in the direction of the first connection 21 is connected and its second connection in the direction of the power controller 44 is connected. The resistance 60 is in parallel with the capacitor 63 interconnected. In the same way, the second current loop 84 the capacitor 64 on, its first connection in the direction of the second connection 24 is connected and its second connection in the direction of the power controller 44 is connected. The resistance 62 is in parallel with the capacitor 64 interconnected. The resistances 60 , 62 cause a voltage divider.

Ein Netzteil 46 ist mit der Leitung 51 und der Leitung 54 verbunden, und die Ausgangsspannungen des Netzteils 46 werden über Leitungen 65, 66 dem Stromsteller 44 zugeführt. An der Leitung 65 beträgt die Spannung des Netzteils 46 bspw. + 15 V, und an der Leitung 66 bspw. - 15 V.A power supply 46 is with the line 51 and the line 54 connected, and the output voltages of the power supply 46 are via lines 65 , 66 the power controller 44 fed. On the line 65 is the voltage of the power supply 46 e.g. + 15 V, and on the line 66 e.g. - 15 V.

Eine Analysevorrichtung 28 hat einen Differenzbildner 32 und eine Auswertevorrichtung 30.An analysis device 28 has a difference generator 32 and an evaluation device 30th .

Eine Signalerfassungsanordnung 31 ist beispielhaft dazu ausgebildet, ein erstes Signal SIG1 an der Leitung 51 zu erfassen, ein zweites Signal SIG2 an der Leitung 54 zu erfassen und der Auswertevorrichtung 30 ein Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 zuzuführen. Die Signalerfassungsanordnung 31 hat beispielhaft einen Addierer 67, 68, welcher dazu ausgebildet, das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 als Summensignal des ersten Signals SIG1 und des zweiten Signals SIG2 zu bilden. Im Ausführungsbeispiel hat der Addierer 67, 68 einen Widerstand 67, über welchen die Leitung 51 mit einem Punkt 69 verbunden ist, und einen Widerstand 68, über welchen die Leitung 54 mit dem Punkt 69 verbunden ist. Die Widerstände 67, 68 wirken als Spannungsteiler und erzeugen am Punkt 69 im Falle des Anschlusses eines Versorgungsnetzes vom Type US split phase ein niedriges Potenzial. Dies kann auch als virtueller Neutralleiter bezeichnet werden. Das niedrige Potenzial kann auch auf andere Art erzeugt werden, beispielsweise durch einen Spannungsregler.A signal detection arrangement 31 is designed, for example, to generate a first signal SIG1 on the line 51 to capture a second signal SIG2 on the line 54 to detect and the evaluation device 30th a signal detection arrangement signal SIG3 to feed. The signal detection arrangement 31 has an adder as an example 67 , 68 , which is designed to provide the signal detection arrangement signal SIG3 as the sum signal of the first signal SIG1 and the second signal SIG2 to build. In the exemplary embodiment, the adder has 67 , 68 a resistance 67 over which the line 51 with a point 69 connected, and a resistor 68 over which the line 54 with the point 69 connected is. The resistances 67 , 68 act as a voltage divider and generate at the point 69 in the case of the connection of a supply network of the type US split phase, a low potential. This can also be referred to as a virtual neutral conductor. The low potential can also be generated in other ways, for example by a voltage regulator.

Die Auswertevorrichtung 30 ist mit dem Punkt 69 verbunden und erhält über diesen Punkt 69 das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.The evaluation device 30th is with the point 69 connected and gets over this point 69 the signal detection arrangement signal SIG3 .

Der Differenzbildner 32 ist über eine Leitung 71 mit der Leitung 51 verbunden und über eine Leitung 72 mit der Leitung 54 verbunden. Das Ausgabesignal des Differenzbildners 32 charakterisiert die Differenz U21 - U24 der Spannung U21 am Anschluss 21 und der Spannung U24 am Anschluss 24 und wird der Auswertevorrichtung 30 über eine Leitung 33 zugeführt. Es kann beispielsweise als Differenzbildner 32 ein Vergleicher verwendet werden, oder ein Subtrahierer. Der Differenzbildner 32 kann auch als Messschaltung ausgebildet werden, welche die Netzspannung für die Auswertevorrichtung 30 sowohl vom Pegel als auch von den Störungen her aufbereitet.The difference maker 32 is over a line 71 with the line 51 connected and one line 72 with the line 54 connected. The output signal of the difference calculator 32 characterizes the difference U21 - U24 the tension U21 at the connection 21 and the tension U24 at the connection 24 and becomes the evaluation device 30th over a line 33 fed. It can, for example, be used as a difference generator 32 a comparator can be used, or a subtracter. The difference maker 32 can also be designed as a measuring circuit, which the mains voltage for the evaluation device 30th processed both in terms of level and interference.

Die Auswertevorrichtung 30 hat eine Frequenzmessvorrichtung 348, welche dazu ausgebildet ist, einen die Netzfrequenz f_N charakterisierenden Frequenzmesswert f_N_M zu ermitteln. Bevorzugt wird die Messfrequenz f_M in Abhängigkeit vom Frequenzmesswert f_N_M bestimmt.The evaluation device 30th has a frequency measuring device 348 , which is designed to determine a frequency measurement value f_N_M characterizing the network frequency f_N. The measurement frequency f_M is preferably determined as a function of the frequency measurement value f_N_M.

Die Auswertevorrichtung 30 ist über eine Leitung 73 mit dem Stromsteller 44 verbunden, und über die Leitung 73 kann dem Stromsteller 44 ein Signal I_S als Sollwert für den durch den Stromsteller 44 erzeugten Strom zugeführt werden. Der Punkt 42 ist über eine Leitung 74 mit der Auswertevorrichtung 30 verbunden. Am Punkt 42 liegt wegen des Widerstands 40 eine Spannung vor, welche abhängig ist von der durch den Stromsteller 44 erzeugten Stromstärke. Die Spannung fällt am Punkt 42 gegenüber dem Schutzleiter PE an. Der Widerstand 40 wirkt somit als Strommessvorrichtung und erfasst ein den durch den Stromsteller 44 erzeugten Strom I_I charakterisierendes Messsignal l_l_M, welches über die Leitung 74 an die Auswertevorrichtung 30 übertragen wird.The evaluation device 30th is over a line 73 with the power controller 44 connected, and over the line 73 can the power controller 44 a signal I_S as a setpoint for the current controller 44 generated electricity can be supplied. The point 42 is over a line 74 with the evaluation device 30th connected. At the point 42 lies because of the resistance 40 a voltage which is dependent on the voltage generated by the current controller 44 generated amperage. The tension drops at the point 42 opposite to the protective conductor PE. The resistance 40 thus acts as a current measuring device and detects the through the current regulator 44 generated current I_I characterizing measurement signal l_l_M, which over the line 74 to the evaluation device 30th is transmitted.

Der Stromsteller 44 ist bevorzugt als Stromregler ausgebildet.The power controller 44 is preferably designed as a current regulator.

Es folgen beispielhafte Werte für einige der Bauteile der Schaltungsanordnung: Widerstände 60, 62, 67, 68 44 kOhm Kondensatoren 63, 64 1 µF Widerstand 40 510 Ohm The following are exemplary values for some of the components of the circuit arrangement: Resistors 60, 62, 67, 68 44 kOhm Capacitors 63, 64 1 µF Resistance 40 510 ohms

Funktionsweisefunctionality

Der vom Stromsteller 44 erzeugte Strom kann in einer ersten Stromschleife 81 über den Widerstand 40, den Anschluss 25, die Wechselstromquelle 11, den Anschluss 21 und den Widerstand 60 bzw. den Kondensator 63 zum Stromsteller 44 fließen.The one from the power controller 44 generated electricity can be in a first current loop 81 about the resistance 40 , the connection 25th , the AC power source 11 , the connection 21 and the resistance 60 or the capacitor 63 to the power controller 44 flow.

Da die Impedanz des Kondensators 63 für den Messstrom I_I, der ein Wechselstrom ist, niedriger ist als der Widerstand 60, fließt der Messstrom I_I hauptsächlich über den Kondensator 63. Der Widerstandsteiler mit den Widerständen 60, 62 erzeugt bei einem Stromnetz vom Typ US split phase bei symmetrischen Amplituden und Widerständen einen virtuellen Neutralleiter bzw. zumindest einen Punkt mit niedriger Spannung. Hierdurch kann der Strom durch den Stromsteller 44 leicht eingeprägt werden.Because the impedance of the capacitor 63 for the measuring current I_I that is an alternating current is lower than the resistance 60 , the measuring current flows I_I mainly through the capacitor 63 . The resistor divider with the resistors 60 , 62 generates a virtual neutral conductor or at least one point with low voltage in a US split phase power grid with symmetrical amplitudes and resistances. This allows the current to flow through the current regulator 44 can be easily embossed.

Eine weitere Stromschleife 84 ist möglich, bei der der vom Stromsteller 44 erzeugte Strom über den Widerstand 40, den Anschluss 25, die Wechselstromquelle 12, den Anschluss 24, den Widerstand 62 bzw. den Kondensator 64 zurück zum Stromsteller 44 fließen kann.Another current loop 84 is possible with the from the power controller 44 generated current through the resistor 40 , the connection 25th , the AC power source 12th , the connection 24 , the resistance 62 or the capacitor 64 back to the power controller 44 can flow.

Schematisch ist ein Widerstand 14 im Versorgungsnetz 10 zwischen dem Anschluss 25 und dem Punkt 13 eingezeichnet. Während die Anschlüsse 21 und 24 über die Wechselspannungsquellen 11, 12 üblicherweise niederohmig verbunden sind, ist dies beim Schutzleiter PE nicht immer der Fall. Dies kann auf einer defekten Leitung beruhen. Zudem existieren Versorgungsnetze 10, bei denen der Schutzleiter PE überhaupt nicht vorhanden ist oder hochohmig verbunden ist. Da der Schutzleiter PE am Anschluss 25 üblicherweise für die Erdung metallischer Gehäuse des Verbrauchers 15 verwendet wird, kann die durch die Erdung hervorgerufene Schutzwirkung bzw. Schutzklasse nicht erfüllt werden, wenn keine niederohmige Verbindung des Anschlusses 25 mit dem Schutzleiter PE vorhanden ist. Aus diesem Grund soll durch die Vorrichtung 20 überprüft werden, ob auf der Seite des Versorgungsnetzes 10 der Widerstand 14 niederohmig oder hochohmig ist. Diese Überwachung kann dadurch erfolgen, dass der Strom, der in den Stromschleifen 81 bzw. 84 fließt, abhängig ist vom Widerstand 14 und von den übrigen Widerständen 60, 40 bzw. 62, 40. Da der Widerstand 14 auf der Seite des Versorgungsnetzes 10 ist, kann dieser nicht direkt gemessen werden. Der Spannungsabfall am Widerstand 60 bzw. 62 und der Spannungsabfall am Widerstand 14 sind jedoch abhängig vom Widerstand 40, und die Spannung bzw. der Strom an der Leitung 51 und auch an der Leitung 54 enthalten eine Information über den Einfluss des Widerstands 14 in Abhängigkeit von dem vom Stromsteller 44 erzeugten Strom.A resistance is schematic 14th in the supply network 10 between the connection 25th and the point 13th drawn. While the connections 21 and 24 via the AC voltage sources 11 , 12th are usually connected with low resistance, this is not always the case with the protective conductor PE. This can be due to a defective line. There are also supply networks 10 where the protective conductor PE is not present at all or is connected with a high resistance. Since the protective conductor PE at the connection 25th usually for the grounding of metallic housings of the consumer 15th is used, the protective effect or protection class caused by the grounding cannot be achieved if there is no low-resistance connection of the connection 25th with the protective conductor PE is present. For this reason, the device 20th be checked whether on the side of the supply network 10 the resistance 14th is low or high resistance. This monitoring can be done by the current flowing in the current loops 81 or. 84 flows, depends on the resistance 14th and from the other resistances 60 , 40 or. 62 , 40 . Because the resistance 14th on the side of the supply network 10 it cannot be measured directly. The voltage drop across the resistor 60 or. 62 and the voltage drop across the resistor 14th however, are dependent on the resistance 40 , and the voltage or current on the line 51 and also on the line 54 contain information about the influence of the resistance 14th depending on the power controller 44 generated electricity.

Im Ausführungsbeispiel sind die Leitungen 51 und 54 mit den Signalen SIG1 bzw. SIG2 über den Spannungsteiler aus den Widerständen 67 und 68 miteinander verbunden, und das Signal SIG3 am Punkt 69 wird der Auswertevorrichtung 30 zugeführt.In the exemplary embodiment, the lines are 51 and 54 with the signals SIG1 or. SIG2 via the voltage divider from the resistors 67 and 68 connected together, and the signal SIG3 at the point 69 becomes the evaluation device 30th fed.

Ein erstes Problem bei der Überwachung des Versorgungsnetzes 10 ist, dass bspw. der Verbraucher 15 ein EMV-Filter mit Y-Kapazitäten aufweist, welche eine kapazitive Verbindung zwischen dem Anschluss 25 und dem Anschluss 21 bzw. zwischen dem Anschluss 25 und dem Anschluss 24 bewirken. Dies hat zur Folge, dass bei den Stromschleifen 81 und 84 ein Wechselstrom auch in einem Parallelpfad über die Y-Kapazitäten fließen kann. Ein durch den Stromsteller 44 erzeugter konstanter Gleichstrom würde nicht über die Y-Kapazitäten fließen, da diese nur bei Wechselströmen oder sich ändernden Gleichströmen leiten. Bei Gleichströmen besteht jedoch das Problem, dass diese zu einem Fehlerstrom führen können, der zu einem Auslösen eines ggf. vorhandenen Fehlerstrom-Schutzschalters führen würde. Die vom Stromsteller 44 erzeugten Ströme dürfen daher nur relativ gering sein.A first problem with monitoring the supply network 10 is that, for example, the consumer 15th an EMC filter with Y capacitances, which has a capacitive connection between the connection 25th and the connection 21 or between the connection 25th and the connection 24 cause. This has the consequence that with the current loops 81 and 84 an alternating current can also flow in a parallel path via the Y capacitances. One by the power controller 44 The constant direct current generated would not flow through the Y capacitances, as these only conduct with alternating currents or changing direct currents. With direct currents, however, there is the problem that they can lead to a fault current that would trigger a possibly existing fault current circuit breaker. The one from the power controller 44 generated currents may therefore only be relatively low.

Dies führt zum nächsten Problem, da an den aktiven Leitern 51 und 54 hohe Spannungen von mehreren hundert Volt anliegen können, der durch den Stromsteller 44 erzeugte Strom dagegen im Milliampere-Bereich liegen muss und daher nur zu einer Beeinflussung der Spannung an den Leitungen 51 bzw. 54 im mV-Bereich führt. Dies ergibt ein sehr schlechtes Signal-RauschVerhältnis, und die Auswertung ist schwierig.This leads to the next problem because of the active conductors 51 and 54 high voltages of several hundred volts can be present, caused by the power controller 44 The electricity generated, on the other hand, has to be in the milliampere range and therefore only influences the voltage on the lines 51 or. 54 leads in the mV range. This results in a very poor signal-to-noise ratio and evaluation is difficult.

Versuche haben ergeben, dass die Erzeugung eines Gleichstromsignals durch den Stromsteller 44 zur Messung des Widerstands der Stromschleifen 81, 84 messtechnisch schwierig auszuwerten ist. Fehlerstrom-Schutzschalter haben einen Auslösegrenzwert von bspw. 20 mA Fehlstrom. Da fast jeder Verbraucher 15 bspw. durch die Y-Kapazitäten Fehlerströme erzeugt, könnte ein durch den Stromsteller 44 erzeugter Strom allenfalls wenige Milliampere betragen.Tests have shown that the generation of a direct current signal by the current controller 44 for measuring the resistance of the current loops 81 , 84 is difficult to evaluate in terms of measurement technology. Residual current circuit breakers have a tripping limit value of, for example, 20 mA fault current. As almost every consumer 15th For example, fault currents generated by the Y capacitances could be caused by the current controller 44 generated electricity amount to at most a few milliamperes.

Es wurden daher Versuche mit einem durch den Stromsteller 40 erzeugten Wechselstrom durchgeführt. Die Frequenz des Versorgungsnetzes beträgt üblicherweise 50 Hz oder 60 Hz. Für eine möglichst geringe Beeinflussung der Messung durch die Netzfrequenz ist es vorteilhaft, wenn die Messfrequenz deutlich kleiner oder deutlich größer als die Netzfrequenz ist. Bei einer sehr niedrigen Messfrequenz f_M erhöht sich die Gefahr, dass ein Fehlerstrom-Schutzschalter durch den Wechselstrom ausgelöst wird. Fehlerstrom-Schutzschalter lösen bspw. aus, wenn der Fehlerstrom über zwei Perioden der Netzfrequenz über einem vorgegebenen Maximalwert liegt. Bei Frequenzen, die höher sind als die Netzfrequenz, mittelt sich der durch den Messstrom I_I verursachte Fehlerstrom über die einzelnen Perioden weitgehend aus, und ein Auslösen des Fehlerstrom-Schutzschalters wird vermieden. Ein weiterer Effekt ergibt sich durch die Y-Kondensatoren, die bspw. im Verbraucher 15 vorgesehen sind. Die Impedanz ist proportional zum Kehrwert der Frequenz des Wechselstroms. Mit steigender Frequenz sinkt somit die Impedanz. Da die Stromschleifen 81 bzw. 84 über das Versorgungsnetz 10 verlaufen sollen und nicht über die Y-Kondensatoren, ist es vorteilhaft, wenn die Y-Kondensatoren eine möglichst hohe Impedanz haben. Denn dann fließt der Strom I_I hauptsächlich über das Versorgungsnetz 10. Im Ergebnis ist eine möglichst niedrige Frequenz vorteilhaft.There were therefore attempts with one by the power controller 40 generated alternating current carried out. The frequency of the supply network is usually 50 Hz or 60 Hz. For the smallest possible influence on the measurement by the network frequency, it is advantageous if the measurement frequency is significantly lower or significantly higher than the network frequency. If the measuring frequency f_M is very low, the risk of a residual current circuit breaker being triggered by the alternating current increases. Residual current circuit breakers trigger, for example, when the residual current is above a specified maximum value over two periods of the mains frequency. At frequencies that are higher than the mains frequency, the residual current caused by the measuring current I_I is largely averaged out over the individual periods, and triggering of the residual current circuit breaker is avoided. Another effect results from the Y capacitors, which are, for example, in the consumer 15th are provided. The impedance is proportional to the reciprocal of the frequency of the alternating current. As the frequency increases, the impedance decreases. Because the current loops 81 or. 84 via the supply network 10 should run and not across the Y capacitors, it is advantageous if the Y capacitors have as high an impedance as possible. Because then the current I_I flows mainly via the supply network 10 . As a result, the lowest possible frequency is advantageous.

Die Betrachtung ergibt, dass jeder Frequenzbereich einen Vorteil und einen Nachteil hat. Als vorteilhafter Frequenzbereich für die Messung hat sich der Bereich zwischen 75 Hz und 625 Hz herausgestellt, weiter bevorzugt der Bereich 100 Hz bis 590 Hz. Ein weiterer zu berücksichtigender Punkt ist, dass die Messfrequenz nicht einem ungeraden Vielfachen der Netzfrequenz entsprechen sollte, da bei diesen Frequenzen Oberschwingungen der Netzfrequenz auftreten können. Als besonders vorteilhaft haben sich Messfrequenzen im Bereich 175 ± 23 Hz, 225 Hz ± 23 Hz, 275 ± 23 Hz, 325 Hz ± 23 Hz und 375 ± 23 Hz erwiesen.The observation shows that each frequency range has an advantage and a disadvantage. The range between 75 Hz and 625 Hz has proven to be an advantageous frequency range for the measurement, more preferably the range 100 Hz to 590 Hz. Another point to be taken into account is that the measurement frequency should not correspond to an odd multiple of the mains frequency, since with these Frequencies Harmonics of the mains frequency can occur. Measurement frequencies in the range 175 ± 23 Hz, 225 Hz ± 23 Hz, 275 ± 23 Hz, 325 Hz ± 23 Hz and 375 ± 23 Hz have proven to be particularly advantageous.

Der Widerstand 14 auf der Seite des Versorgungsnetzes 10 beträgt beispielsweise 2-3 Ohm, und als Schwelle für einen zu hohen Widerstand 14 kann bevorzugt ein Widerstand von 200 Ohm oder 250 Ohm angenommen werden.The resistance 14th on the side of the supply network 10 is, for example, 2-3 ohms, and as a threshold for a resistance that is too high 14th a resistance of 200 ohms or 250 ohms can preferably be assumed.

Die Signalerfassungsanordnung 31 kann das erste Signal SIG1 bzw. das zweite Signal SIG2 an unterschiedlichen Punkten der ersten Stromschleife 81 bzw. zweiten Stromschleife 84 erfassen. Bevorzugt liegen die Punkte im Bereich der Vorrichtung 20 zwischen der vom Anschluss 25 abgewandten Seite des Stromstellers 44 und dem Anschluss 21 für das Signal SIG1 und im Bereich der Vorrichtung 20 zwischen der vom Anschluss 25 abgewandten Seite des Stromstellers 44 und dem Anschluss 24 für das Signal SIG2. Die Signale SIG1 und SIG2 charakterisieren somit die Spannung am ersten Anschluss 21.The signal detection arrangement 31 can be the first signal SIG1 or the second signal SIG2 at different points on the first current loop 81 or second current loop 84 capture. The points are preferably in the area of the device 20th between that of the port 25th remote side of the power controller 44 and the connection 21 for the signal SIG1 and in the area of the device 20th between that of the port 25th remote side of the power controller 44 and the connection 24 for the signal SIG2 . The signals SIG1 and SIG2 thus characterize the voltage at the first connection 21 .

Das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 ist durch das Zusammenführen der Signals SIG1 und SIG2 am Punkt 69 sowohl abhängig vom Signal SIG1 als auch vom Signal SIG2 und enthält die Information über die Impedanz der jeweiligen Stromschleife 81 und 84.The signal acquisition order signal SIG3 is by merging the signal SIG1 and SIG2 at the point 69 both depending on the signal SIG1 as well as from the signal SIG2 and contains the information about the impedance of the respective current loop 81 and 84 .

Es können auch beide Signale SIG1 und SIG2 als getrennte Signale der Auswertevorrichtung 30 zugeführt werden und separat ausgewertet werden. Dies ermöglicht eine Bestimmung einer möglichen Asymmetrie des Widerstands 14 in Richtung des Anschlusses 21 bzw. 24. Die einzelnen Auswerteeinheiten der Auswertevorrichtung 30 müssen aber in einem solchen Fall zumindest teilweise doppelt vorgesehen werden, um die Auswertung der getrennten Signale durchzuführen.It can also use both signals SIG1 and SIG2 as separate signals from the evaluation device 30th are supplied and evaluated separately. This enables a possible asymmetry of the resistance to be determined 14th towards the connector 21 or. 24 . The individual evaluation units of the Evaluation device 30th but in such a case must at least partially be provided twice in order to carry out the evaluation of the separate signals.

Die Auswertevorrichtung 30 ist dazu ausgebildet, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 ein Auswertesignal OUT zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife 81 und/oder zweiten Stromschleife 84. Das Auswertesignal OUT kann entweder intern in der Auswertevorrichtung 30 verwendet werden oder aber an andere Geräte weitergegeben werden. In einem Fahrzeug kann das Auswertesignal OUT beispielsweise über einen CAN-Bus zur Verfügung gestellt werden, in Abhängigkeit vom Auswertesignal OUT kann die Verbindung zur Stromversorgung 10 unterbrochen werden, und/oder eine Fehleranzeige kann in Abhängigkeit vom Auswertesignal OUT erfolgen.The evaluation device 30th is designed to be dependent on the signal acquisition arrangement signal SIG3 to generate an evaluation signal OUT, which is dependent on the impedance of the first current loop 81 and / or second current loop 84 . The evaluation signal OUT can either be internal to the evaluation device 30th used or passed on to other devices. In a vehicle, the evaluation signal OUT can be made available via a CAN bus, for example, and the connection to the power supply can be made available as a function of the evaluation signal OUT 10 interrupted, and / or an error display can be made depending on the evaluation signal OUT.

Das Auswertesignal OUT kann beispielsweise eine oder mehrere der folgenden Informationen umfassen:

  • - Qualitative Angabe, ob die Impedanz im zulässigen Bereich ist oder nicht
  • - Quantitative Angabe der Impedanz des Widerstands 14
  • - Quantitative Angabe der Gesamtimpedanz einer der Stromschleifen 81, 84 oder beider Stromschleifen 81, 84
  • - Information auf Grund des Messsignals I_I_M, ob das Messsignal gemäß der Vorgabe erzeugt ist
The evaluation signal OUT can include, for example, one or more of the following items of information:
  • - Qualitative indication of whether the impedance is in the permissible range or not
  • - Quantitative indication of the impedance of the resistor 14
  • - Quantitative indication of the total impedance of one of the current loops 81 , 84 or both current loops 81 , 84
  • - Information on the basis of the measurement signal I_I_M as to whether the measurement signal has been generated according to the specification

Bei der Auswertung des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 ist es vorteilhaft, die Auswirkung des Kondensators 63 bzw. 64 und ggf. zusätzlich einer Wicklung in der Stromversorgung 10, beispielsweise einer Sekundärwicklung der Wechselspannungsquellen 11, 12 bei einem US split phase Versorgungsnetz 10 zu berücksichtigen. Diese können zu einer Phasenverschiebung des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 gegenüber dem Messstrom I_I führen. Bevorzugt erfolgt eine Kalibrierung der Vorrichtung 20.When evaluating the signal acquisition arrangement signal SIG3 it is beneficial to the effect of the capacitor 63 or. 64 and possibly an additional winding in the power supply 10 , for example a secondary winding of the AC voltage sources 11 , 12th with a US split phase supply network 10 to consider. This can lead to a phase shift of the signal acquisition arrangement signal SIG3 lead with respect to the measuring current I_I. The device is preferably calibrated 20th .

Bevorzugt werden sowohl der Widerstand (Realteil) als auch der kapazitive Anteil (allgemein: Imaginärteil) ermittelt.Both the resistance (real part) and the capacitive part (in general: imaginary part) are preferably determined.

2 zeigt beispielhaft den Dynamikumfang des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 am Punkt 69. Dargestellt ist der Pegel des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 am Punkt 69, aufgetragen über die Frequenz. Die Darstellung des Pegels über die Frequenz erhält man beispielsweise durch Fouriertransformation des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3, und eine solche Fouriertransformation wird bevorzugt in der Auswertevorrichtung 30 durchgeführt, beispielsweise durch eine FFT (Fast Fourier Transformation). Der Stromsteller 44 hat eine Messfrequenz f_M von 300 Hz verwendet, und die Gesamtkapazität der Y-Kondensatoren wurde mit Cy = 2 µF relativ groß angenommen. Zudem wurde eine Asymmetrie der Spannungen zwischen den Anschlüssen HOT1 und HOT2 von 20 Vp angenommen. Bei der Netzfrequenz f_N beträgt der Pegel ca. 16 dB, und bei der Messfrequenz f_M beträgt der Pegel -20 dB. Der Pegelabstand des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 zur Netzasymmetrie beträgt somit -36 dB. Ein guter Analog/Digital-Wandler hat bspw. eine Auflösung von 12 Bit. Dies ergibt 4096 mögliche unterschiedliche Werte. Eine Messung des Signals am Punkt 69 und eine Aussteuerung des Analog/Digital-Wandlers auf die maximal auftretende Asymmetrie der Netzspannung führt dazu, dass der zusätzlich durch den Strom I_I hervorgerufene Effekt mit dem Analog/Digital-Wandler nicht bzw. nur sehr schlecht auflösbar ist. Auch Analog/Digital-Wandler mit einer höheren Auflösung von 24 Bit haben ggf. Auflösungsschwierigkeiten bei einem solchen Signal-Rausch-Verhältnis. Zudem sind solch hochauflösende Analog/Digital-Wandler vergleichsweise teuer. 2 shows an example of the dynamic range of the signal acquisition arrangement signal SIG3 at the point 69 . The level of the signal detection arrangement signal is shown SIG3 at the point 69 , plotted against the frequency. The representation of the level over the frequency is obtained, for example, by Fourier transformation of the signal detection arrangement signal SIG3 , and such a Fourier transformation is preferred in the evaluation device 30th carried out, for example by an FFT (Fast Fourier Transformation). The power controller 44 used a measurement frequency f_M of 300 Hz, and the total capacitance of the Y capacitors was assumed to be relatively large with C y = 2 µF. In addition, an asymmetry of the voltages between the terminals HOT1 and HOT2 of 20 Vp was assumed. At the network frequency f_N the level is approx. 16 dB, and at the measurement frequency f_M the level is -20 dB. The level spacing of the signal detection arrangement signal SIG3 to the network asymmetry is thus -36 dB. A good analog / digital converter has, for example, a resolution of 12 bits. This gives 4096 possible different values. A measurement of the signal at the point 69 and modulation of the analog / digital converter to the maximum occurring asymmetry of the mains voltage leads to the additional through the current I_I caused effect with the analog / digital converter is not or only very poorly resolvable. Analog / digital converters with a higher resolution of 24 bits may also have resolution difficulties with such a signal-to-noise ratio. In addition, such high-resolution analog / digital converters are comparatively expensive.

3 zeigt den Dynamikumfang eines gefilterten Signals SIG3" nach der Anwendung eines Bandpass-Filters (vgl. 4) auf das Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 am Punkt 69. Das Bandpass-Filter ist dazu ausgebildet, den Frequenzbereich des Signalerfassungsanordnungssignals SIG3 in einem Frequenzbereich (Band) um 300 Hz herum durchzulassen, aber im Frequenzbereich oberhalb und unterhalb der Messfrequenz f_M das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 zu dämpfen. Das Bandpass-Filter wurde als analoges Bandpass-Filter ausgebildet, und es hat eine Pegelabsenkung von -18 dB im Bereich der Netzfrequenz f_N. Die Frequenzskala ist gegenüber der Skala von 2 verschoben, die Netzfrequenz ist jedoch wie in 2 beispielhaft bei 50 Hz, und die Messfrequenz bei 300 Hz. Der Pegel des Signals SIG3 im Bereich der Netzfrequenz f_N ist von ca. 16 dB auf ca. -3 dB gesunken, und die Messfrequenz f_M liegt bei ca. -21 dB. Bei einem Pegelabstand zwischen dem Signal und der Phase von -21 dB (bzw. -18 dB) ist eine direkte Messung unter Verwendung eines üblichen Analog/DigitalWandlers möglich. 3rd shows the dynamic range of a filtered signal SIG3 " after using a bandpass filter (cf. 4th ) to the signal acquisition arrangement signal SIG3 at the point 69 . The bandpass filter is designed to measure the frequency range of the signal detection arrangement signal SIG3 to pass in a frequency range (band) around 300 Hz, but in the frequency range above and below the measurement frequency f_M the signal acquisition arrangement signal SIG3 to dampen. The bandpass filter was designed as an analog bandpass filter, and it has a level reduction of -18 dB in the range of the network frequency f_N. The frequency scale is opposite the scale of 2 shifted, but the grid frequency is as in 2 for example at 50 Hz, and the measuring frequency at 300 Hz. The level of the signal SIG3 in the range of the network frequency f_N has decreased from approx. 16 dB to approx. -3 dB, and the measurement frequency f_M is approx. -21 dB. With a level difference between the signal and the phase of -21 dB (or -18 dB), a direct measurement is possible using a standard analog / digital converter.

4 zeigt ein Bandpass-Filter 300, welches in der Auswertevorrichtung 30 verwendbar ist. Das Signal SIG3 wird über einen Widerstand 301 einem Punkt 303 zugeführt. Der Punkt 303 ist über einen Widerstand 302 mit GND 99 verbunden und über einen Widerstand 304 mit dem Plus-Eingang eines Operationsverstärkers 305 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 305 ist mit dem Minus-Eingang des Operationsverstärkers 305 verbunden und über einen Widerstand 306 mit einem Punkt 307 verbunden. Der Punkt 307 ist über einen Kondensator 308 mit einem Punkt 312 verbunden und über einen Kondensator 309 mit einem Punkt 310 verbunden. Der Punkt 312 ist über einen Widerstand 326 mit dem Punkt 310 verbunden, und der Punkt 310 ist mit dem Minus-Eingang eines Operationsverstärkers 311 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 311 ist mit dem Punkt 312 verbunden. Der Punkt 312 ist über einen Widerstand 313 mit einem Punkt 315 verbunden, und der Punkt 315 ist über einen Widerstand 314 mit GND 99 verbunden und mit dem Plus-Eingang des Operationsverstärkers 311 verbunden. Der Punkt 312 ist über einen Widerstand 327 mit einem Punkt 316 verbunden. Der Punkt 316 ist über einen Kondensator 317 mit einem Punkt 319 verbunden und über einen Kondensator 318 mit einem Punkt 320 verbunden. Die Punkte 319 und 320 sind über einen Widerstand 328 miteinander verbunden. Der Punkt 320 ist mit dem Minus-Eingang eines Operationsverstärkers 321 verbunden, und der Punkt 319 ist mit einem Punkt 322 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 321 ist mit dem Punkt 322 verbunden, und der Punkt 322 ist über einen Widerstand 323 mit einem Punkt 324 verbunden. Der Punkt 324 ist mit dem Plus-Eingang des Operationsverstärkers 321 verbunden und über einen Widerstand 325 mit GND 99 verbunden. Am Punkt 322 ist als Ergebnis der Bandpass-Filterung ein Signal SIG3' erzeugt, welches einen Pegel entsprechend dem Diagramm von 3 aufweist. 4th shows a bandpass filter 300 , which in the evaluation device 30th is usable. The signal SIG3 will have a resistor 301 one point 303 fed. The point 303 is about a resistance 302 with GND 99 connected and through a resistor 304 with the plus input of an operational amplifier 305 connected. The output of the operational amplifier 305 is to the minus input of the operational amplifier 305 connected and through a resistor 306 with a point 307 connected. The point 307 is through a capacitor 308 with a point 312 connected and through a capacitor 309 with a point 310 connected. The point 312 is about a resistance 326 with the point 310 connected, and the point 310 is to the minus input of an operational amplifier 311 connected. The output of the operational amplifier 311 is with the point 312 connected. The point 312 is about a resistance 313 with a point 315 connected, and the point 315 is about a resistance 314 with GND 99 and connected to the plus input of the operational amplifier 311 connected. The point 312 is about a resistance 327 with a point 316 connected. The point 316 is through a capacitor 317 with a point 319 connected and through a capacitor 318 with a point 320 connected. The points 319 and 320 are about a resistance 328 connected with each other. The point 320 is to the minus input of an operational amplifier 321 connected, and the point 319 is with a point 322 connected. The output of the operational amplifier 321 is with the point 322 connected, and the point 322 is about a resistance 323 with a point 324 connected. The point 324 is to the plus input of the op amp 321 connected and through a resistor 325 with GND 99 connected. At the point 322 is a signal as a result of the bandpass filtering SIG3 ' generates a level corresponding to the diagram of 3rd having.

Das Bandpass-Filter 300 hat bspw. eine Mittenfrequenz von 320 Hz, und die Pegelabsenkung bei einer Netzfrequenz f_N von 60 Hz beträgt bspw. -18 dB. In Abhängigkeit vom Versorgungsnetz können natürlich auch andere Werte gewählt werden.The bandpass filter 300 has, for example, a center frequency of 320 Hz, and the level reduction at a network frequency f_N of 60 Hz is, for example, -18 dB. Depending on the supply network, other values can of course also be selected.

Das Bandpass-Filter 300 ist bevorzugt als aktives Filter ausgebildet. Das Bandpass-Filter 300 hat bevorzugt die zweite Ordnung oder eine höhere Ordnung, und bevorzugt hat es einen Verstärker. Ein Filter höherer Ordnung kann beispielsweise durch Zusammenschaltung mehrerer Filter niedrigerer Ordnung (1. und 2. Ordnung) erzeugt werden.The bandpass filter 300 is preferably designed as an active filter. The bandpass filter 300 is preferably of the second order or higher, and preferably has an enhancer. A higher-order filter can be created, for example, by connecting several lower-order filters ( 1 . and 2nd order).

5 zeigt ein Blockschaltbild für die Auswertung durch die Vorrichtung 20 von 1. 5 shows a block diagram for the evaluation by the device 20th of 1 .

Der Stromsteller 44 erhält von der Auswertevorrichtung 30 den Stromsollwert I_S, welcher die Höhe des durch den Stromsteller 44 erzeugten Stroms I_I bestimmt. Der Stromsollwert l_S wird bspw. als Spannung über die Leitung 73 (vgl. 1) vorgegeben. Durch den Stromsteller 44 wird der Ist-Strom I_I erzeugt, und über die Leitung 74 von 1 wird das den Ist-Strom I_I charakterisierende Messsignal I_I_M einem Analog/Digital-Wandler 340 zugeführt, beispielsweise als den Ist-Strom charakterisierende Spannung. Eine Messstrecke 45 entspricht den Stromschleifen 81, 84 von 1, und als Ergebnis wird das Signal SIG3 erfasst und dem Analog/Digital-Wandler 340 zugeführt. Der Analog/Digital-Wandler 340 wandelt das Signal SIG3 und das Signal I_I_M in digitale Signale um. Die digitalen Signale werden vom Analog/Digital-Wandler 340 an die Auswertevorrichtung 30 übergeben, welche bspw. durch einen Mikrocontroller ausgebildet ist. Die Auswertevorrichtung 30 bestimmt bevorzugt auch den Stromsollwert I_S für den Stromsteller 44.The power controller 44 received from the evaluation device 30th the current setpoint I_S, which is the level of the current controller 44 generated current I_I determined. The current setpoint I_S is, for example, as a voltage across the line 73 (see. 1 ) specified. By the power controller 44 the actual current I_I is generated, and via the line 74 of 1 the measuring signal I_I_M characterizing the actual current I_I is sent to an analog / digital converter 340 supplied, for example as the voltage characterizing the actual current. A measuring section 45 corresponds to the current loops 81 , 84 of 1 , and as a result the signal becomes SIG3 recorded and the analog / digital converter 340 fed. The analog / digital converter 340 converts the signal SIG3 and the signal I_I_M into digital signals. The digital signals are from the analog / digital converter 340 to the evaluation device 30th passed, which is formed, for example, by a microcontroller. The evaluation device 30th preferably also determines the current setpoint I_S for the current controller 44 .

6 zeigt ein weiteres Blockschaltbild mit einem Ausführungsbeispiel für die Messung und Auswertung der Vorrichtung 20. Die Auswertung des Signals SIG3 erfolgt nicht direkt, sondern es wird zusätzlich ein die Netzspannung charakterisierendes Signal erfasst und der Auswertevorrichtung 30 zugeführt, bspw. das Differenzsignal U21 - U24. Die Auswertevorrichtung 30 enthält eine Phasenregelschleife 344, die im Englischen als phase-locked loop (PLL) bezeichnet wird, und die Phasenregelschleife 344 erzeugt ein weiteres Signal 346. Das Signal SIG3 und das Signal 346 werden einem Summierer 342 zugeführt, und das Ergebnis SIG3' wird der Auswertevorrichtung 30 zugeführt. Der Summierer 342 realisiert bspw. über ein Widerstandsnetzwerk eine PegelAnpassung hoher Eingangsspannungen. Anders ausgedrückt wird der Netzfrequenzanteil durch den Summierer 342 aktiv abgezogen. Hierdurch wird die absolute Größe des Signals SIG3 verringert, und dies ermöglicht eine bessere Auflösung durch den Analog/Digital-Wandler und damit eine bessere Auswertung. 6th shows a further block diagram with an embodiment for the measurement and evaluation of the device 20th . The evaluation of the signal SIG3 does not take place directly, but a signal characterizing the mains voltage is also recorded and sent to the evaluation device 30th supplied, for example. The difference signal U21 - U24 . The evaluation device 30th contains a phase locked loop 344 , which is referred to as phase-locked loop (PLL), and the phase-locked loop 344 generates another signal 346 . The signal SIG3 and the signal 346 become a totalizer 342 fed, and the result SIG3 ' becomes the evaluation device 30th fed. The totalizer 342 realizes, for example, level adjustment of high input voltages via a resistor network. In other words, the line frequency component is given by the adder 342 actively withdrawn. This determines the absolute size of the signal SIG3 reduced, and this enables a better resolution by the analog / digital converter and thus a better evaluation.

Bevorzugt wird der Auswertevorrichtung 30 ein die Netzfrequenz charakterisierender Wert und ein die Messfrequenz charakterisierender Wert zugeführt.The evaluation device is preferred 30th a value characterizing the network frequency and a value characterizing the measurement frequency are supplied.

Die in der Beschreibung genannten Signale SIG3, SIG3' und SIG3" können alle als Signalerfassungsanordnungssignale bezeichnet werden, wie dies bei Filtern üblich ist, da sie weiterhin die relevante Information enthalten. Wenn mehrere Filter auf das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 angewandt werden, ist die Reihenfolge in einigen Fällen nicht relevant, in anderen Fällen kann sie relevant sein.The signals mentioned in the description SIG3 , SIG3 ' and SIG3 " can all be referred to as signal acquisition array signals, as is common with filters, as they still contain the relevant information. When multiple filters on the signal acquisition arrangement signal SIG3 are applied, in some cases the order is not relevant, in other cases it may be relevant.

Die Phasenregelschleife 44 ist dazu ausgebildet, ein Phasenregelschleifensignal PLL_SIG derart durch einen geschlossenen Regelkreis zu erzeugen, dass die Phasenabweichung zwischen dem Phasenregelschleifensignal PLL_SIG und einer Phase HOT1, HOT2 bzw. L1 der Versorgungsspannung 10 konstant ist.The phase locked loop 44 is designed to generate a phase-locked loop signal PLL_SIG by a closed control loop in such a way that the phase deviation between the phase-locked loop signal PLL_SIG and a phase HOT1, HOT2 or L1 of the supply voltage 10 is constant.

Bevorzugt ist die Auswertevorrichtung 30 dazu ausgebildet, das Wechselstromsignal I_I in Abhängigkeit vom Phasenregelschleifensignal PLL_SIG zu beeinflussen. Hierzu wird beispielsweise das Phasenregelschleifensignal PLL_SIG einer Sollwert-Erzeugungsvorrichtung 352 zugeführt, und die Sollwert-Erzeugungsvorrichtung 352 erzeugt den Sollwert I_S in Abhängigkeit vom Phasenregelschleifensignal PLL_SIG. Damit ist auch das Wechselstromsignal I_I synchronisiert mit dem Phasenregelschleifensignal PLL_SIG. Obwohl das Wechselstromsignal I_I und die Netzspannung mit der Netzfrequenz f_N unterschiedliche Frequenzen haben, kann durch die Verwendung des Phasenregelschleifensignals PLL_SIG ein festes Verhältnis eingestellt werden, und hierdurch wird die Fouriertransformation verbessert. The evaluation device is preferred 30th designed to influence the alternating current signal I_I as a function of the phase locked loop signal PLL_SIG. For this purpose, for example, the phase-locked loop signal PLL_SIG is used by a setpoint generating device 352 supplied, and the setpoint generating device 352 generates the setpoint I_S as a function of the phase locked loop signal PLL_SIG. The alternating current signal I_I is thus also synchronized with the phase locked loop signal PLL_SIG. Although the alternating current signal I_I and the mains voltage with the mains frequency f_N have different frequencies, a fixed ratio can be set by using the phase-locked loop signal PLL_SIG, and this improves the Fourier transformation.

Bevorzugt ist die Vorrichtung 20 dazu ausgebildet, das Wechselstromsignal I_I mit einem vorgegebenen Frequenzfaktor mit dem Phasenregelschleifensignal PLL_SIG zu synchronisieren, beispielsweise mit einem Frequenzfaktor von 6,5, 5,5 oder 6.The device is preferred 20th designed to synchronize the alternating current signal I_I with a predetermined frequency factor with the phase locked loop signal PLL_SIG, for example with a frequency factor of 6.5, 5.5 or 6.

Bevorzugt weist die Auswertevorrichtung den Summierer 342 auf, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalanordnungssignal SIG3 mit dem Phasensignal 346 zu summieren. Das Phasensignal 346 weist eine Frequenz auf, welche bevorzugt der Netzfrequenz f_N der Stromversorgung 10 entspricht, um beim Signalanordnungssignal SIG3 eine Verringerung des Frequenzanteils der Netzfrequenz f_N zu bewirken. Zur Erzeugung des Phasensignals 346 hat die Auswertevorrichtung bevorzugt eine Phasensignalerzeugungsvorrichtung 350, und die Phasensignalerzeugungsvorrichtung 350 erzeugt das Phasensignal 346 bevorzugt auf Grundlage des Phasenregelschleifensignals PLL_SIG.The evaluation device preferably has the adder 342 which is designed to be the signal arrangement signal SIG3 with the phase signal 346 to sum up. The phase signal 346 has a frequency which is preferably the network frequency f_N of the power supply 10 corresponds to at the signal arrangement signal SIG3 to bring about a reduction in the frequency component of the network frequency f_N. To generate the phase signal 346 the evaluation device preferably has a phase signal generating device 350 , and the phase signal generating device 350 generates the phase signal 346 preferably based on the phase locked loop signal PLL_SIG.

7 zeigt ein Blockschaltbild mit einer weiteren Ausführungsform für die Messung und Auswertung der Vorrichtung 20. Die Auswertevorrichtung 30 hat wie in 6 die Phasenregelschleife 344 und den Summierer 342. Wie im Ausführungsbeispiel von 5 werden das Signal SIG3 und das den Ist-Strom I_I charakterisierendes Signal I_I_M dem Analog/Digital-Wandler 340 zugeführt, und die digitalen Signale werden der Auswertevorrichtung 30 zugeführt. Zusätzlich wird das Signal SIG3 dem Bandpass-Filter 300 zugeführt, und das durch das Bandpass-Filter 300 erzeugte Signal SIG3" wird der Auswertevorrichtung 30 zugeführt. 7th shows a block diagram with a further embodiment for the measurement and evaluation of the device 20th . The evaluation device 30th has like in 6th the phase locked loop 344 and the totalizer 342 . As in the embodiment of 5 be the signal SIG3 and the signal I_I_M characterizing the actual current I_I to the analog / digital converter 340 fed, and the digital signals are the evaluation device 30th fed. In addition, the signal SIG3 the bandpass filter 300 fed through the bandpass filter 300 generated signal SIG3 " becomes the evaluation device 30th fed.

Die Auswertung entsprechend 5 führt zu einem guten Ergebnis, die Auswertung entsprechend 6 mit der zusätzlichen Phasenregelschleife 344 führt zu einer Verbesserung der Vorrichtung 20, und die Ausführungsform der 7 mit dem Bandpass-Filter 300 und ggf. auch der Phasenregelschleife führt zu einer zusätzlichen Verbesserung der Auswertung.The evaluation accordingly 5 leads to a good result, the evaluation accordingly 6th with the additional phase locked loop 344 leads to an improvement in the device 20th , and the embodiment of 7th with the bandpass filter 300 and possibly also the phase locked loop leads to an additional improvement in the evaluation.

8 zeigt das Bild eines Oszilloskops mit Signalen einer tatsächlichen Messung an der Vorrichtung 20. Im oberen Bereich ist die Größe des Ist-Stroms I_I in Form eines sinusförmigen Signals zu sehen. Im unteren Bereich ist das Signal SIG 3 zu sehen, welches bspw. mit der Vorrichtung 20 von 7 nach Anwendung des Bandpass-Filters 300 erzeugt wird. Der Widerstand 14 des Versorgungsnetzes 10, der durch einen - nicht dargestellten - Versorgungsnetzsimulator einstellbar ist, beträgt bis zum Zeitpunkt t1 38 Ohm, und zum Zeitpunkt t1 springt der Widerstand 14 auf unendlich (offen), was einer Unterbrechung des Schutzleiters PE entspricht. Da die vom Stromsteller 44 zu verwendende Spannung bei der Erhöhung des Widerstands 14 ansteigt, steigt auch das Signal SIG3 bzw. dessen Amplitude an. Ein Grenzwert SIG3_MAX ist eingezeichnet, und bei mehrfacher Überschreitung dieses Grenzwerts ändert ein Zustandssignal STATE zum Zeitpunkt t2 seinen Zustand von LOW zu HIGH. Es wird somit zum Zeitpunkt t2 festgestellt, dass der Widerstand 14 der Spannungsversorgung 10 zu groß geworden ist und eine Erdung durch den Schutzleiter PE nicht mehr gewährleistet ist. Die Zeitdauer t2 - t1 beträgt im Ausführungsbeispiel 16 ms. Dass trotz des Widerstands 14 von unendlich ein Messstrom fließen kann, liegt an den Y-Kapazitäten, die im System vorhanden sind, beispielsweise im Verbraucher. Wenn dagegen keine oder nur sehr geringe Y-Kapazitäten vorhanden wären, könnte der Stromsteller 44 keinen Messstrom erzeugen, und in diesem Fall kann durch Auswertung des Signals I_I_M festgestellt werden, dass der Schutzleiteranschluss PE sehr schlecht oder nicht vorhanden ist. Bevorzugt wird somit das Auswertesignal OUT in Abhängigkeit vom Messsignal I_I_M erzeugt. Es kann beispielsweise als Auswertesignal OUT ein Fehlersignal ausgeben werden, wenn das Messsignal I_I_M einem zu niedrigen Wechselstromsignal I_I entspricht. Ob das Messsignal I_I_M zu niedrig ist, kann beispielsweise durch Vergleich der Amplitude des Messsignals I_I_M mit einem Grenzwert ermittelt werden, oder es kann eine Bestimmung der Fläche der positiven und negativen Halbwellen des Messsignals durch Integration oder Summation erfolgen und die Fläche mit einem Grenzwert verglichen werden. Der Grenzwert kann beispielsweise in Abhängigkeit vom Sollwert-Signal I_S bestimmt werden, oder er kann bei fester Amplitude des Sollwert-Signals I_S fest vorgegeben werden. 8th shows the image of an oscilloscope with signals of an actual measurement on the device 20th . In the upper area the size of the actual current I_I can be seen in the form of a sinusoidal signal. The signal SIG is in the lower area 3rd to see which example. With the device 20th of 7th after applying the bandpass filter 300 is produced. The resistance 14th of the supply network 10 , which can be set by a supply network simulator (not shown), is 38 ohms up to time t1, and the resistance jumps at time t1 14th to infinity (open), which corresponds to an interruption of the protective conductor PE. Since the power controller 44 voltage to use when increasing resistance 14th increases, the signal also increases SIG3 or its amplitude. A limit value SIG3_MAX is drawn in, and if this limit value is exceeded several times, a state signal STATE changes its state from LOW to HIGH at time t2. It is thus determined at time t2 that the resistance 14th the power supply 10 has become too big and grounding through the protective conductor PE is no longer guaranteed. The duration t2-t1 is 16 ms in the exemplary embodiment. That despite the resistance 14th A measuring current can flow from infinity is due to the Y capacitances that are present in the system, for example in the consumer. If, on the other hand, there were no or only very low Y capacitances, the power controller could 44 do not generate a measuring current, and in this case it can be determined by evaluating the signal I_I_M that the protective conductor connection PE is very poor or not available. The evaluation signal OUT is thus preferably generated as a function of the measurement signal I_I_M. For example, an error signal can be output as the evaluation signal OUT if the measurement signal I_I_M corresponds to an alternating current signal I_I that is too low. Whether the measurement signal I_I_M is too low can be determined, for example, by comparing the amplitude of the measurement signal I_I_M with a limit value, or the area of the positive and negative half-waves of the measurement signal can be determined by integration or summation and the area compared with a limit value . The limit value can, for example, be in It can be determined as a function of the setpoint signal I_S, or it can be predefined with a fixed amplitude of the setpoint signal I_S.

Bei der vorliegenden Auswertung wurde von symmetrischen Y-Kapazitäten ausgegangen, und hierdurch mittelt sich die Netzspannung am Punkt 69 von 1 aus, wenn die Amplituden der Phasen an den Anschlüssen 21 und 24 gleich groß sind und die Phasen zudem eine Phasenverschiebung von 180° aufweisen.In the present evaluation, symmetrical Y capacitances were assumed, and this means that the mains voltage at the point is averaged 69 of 1 off when the amplitudes of the phases at the terminals 21 and 24 are of the same size and the phases also have a phase shift of 180 °.

Die Entscheidung, wann der Schutzleiter PE zu hochohmig ist, kann durch Vergleich des Signals SIG3 mit dem Grenzwert SIG3_MAX erfolgen. Zur Erhöhung der Sicherheit und zur Verringerung der Gefahr falscher Entscheidungen kann beispielsweise gefordert werden, dass eine bestimmte Anzahl von Überschreitungen stattgefunden hat, bevor, sich das Zustandssignal STATE ändert. Dies kann beispielsweise durch einen Mikrocontroller der Auswertevorrichtung 30 rechnerisch erfolgen, oder es kann ein Kondensator mit vorgeschaltetem Komparator zur Summierung der Überschreitungen vorgesehen werden.The decision as to when the protective conductor PE is too high can be made by comparing the signal SIG3 with the limit value SIG3_MAX. To increase security and to reduce the risk of wrong decisions, it can be required, for example, that a certain number of overshoots has occurred before the status signal STATE changes. This can be done, for example, by a microcontroller in the evaluation device 30th be done arithmetically, or a capacitor with an upstream comparator can be provided to add up the excesses.

Es sind auch Mehrfachstrategien möglich, bei denen sowohl eine Überschreitung eines höheren Grenzwerts über eine kürzere Anzahl von Perioden als auch eine Überschreitung eines niedrigeren Grenzwerts über eine längere Anzahl von Perioden zu einer Änderung des Zustandssignals STATE führt. Hierdurch reagiert die Auswertevorrichtung 30 bei einem hohen Widerstand 14 schnell, und bei einem erhöhten Widerstand 14 im Grenzbereich wird länger gewartet, bis das Zustandssignal STATE geändert wird. Das Zustandssignal STATE kann als Auswertesignal OUT verwendet werden.Multiple strategies are also possible in which both exceeding a higher limit value over a shorter number of periods and exceeding a lower limit value over a longer number of periods lead to a change in the status signal STATE. The evaluation device reacts as a result 30th at a high resistance 14th fast, and with increased resistance 14th In the limit range, there is a longer wait until the status signal STATE is changed. The status signal STATE can be used as an evaluation signal OUT.

9 zeigt ein weiteres Bild eines Oszilloskops für eine Messung, bei der die Y-Kapazitäten asymmetrisch angenommen wurden, nämlich 1.360 nF zwischen den Anschlüssen 21 und 25 von 1, und 1.680 nF zwischen den Anschlüssen 24 und 25 von 1. Zum Zeitpunkt t1 erhöht sich der Widerstand 14 des Versorgungsnetzes 10 von 137 Ohm auf 400 Ohm. 9 shows another image of an oscilloscope for a measurement in which the Y capacitances were assumed to be asymmetrical, namely 1,360 nF between the connections 21 and 25th of 1 , and 1 .680 nF between the terminals 24 and 25th of 1 . At time t1, the resistance increases 14th of the supply network 10 from 137 ohms to 400 ohms.

Der vom Stromsteller 44 (vgl. 1) erzeugte Strom I_I ist im oberen Bereich dargestellt.The one from the power controller 44 (see. 1 ) generated current I_I is shown in the upper area.

Die asymmetrischen Y-Kapazitäten führen dazu, dass das Signal SIG 2 von einer Schwebungsfrequenz überlagert ist. Die Schwebungsfrequenz beträgt 25 Hz und damit die Hälfte der Netzfrequenz f_N = 50 Hz. Bei einer Netzfrequenz f_N = 60 Hz beträgt die Schwebungsfrequenz entsprechend 30 Hz.The asymmetrical Y capacitances lead to the signal SIG 2 is superimposed by a beat frequency. The beat frequency is 25 Hz and thus half of the mains frequency f_N = 50 Hz. With a mains frequency f_N = 60 Hz, the beat frequency is correspondingly 30 Hz.

Für eine sichere Auswertung ist es vorteilhaft, die Auswertung über mindestens 2 Netzperioden durchzuführen. Hierdurch verlängert sich allerdings die Reaktionszeit. Die Erkennungszeit zwischen den Zeitpunkten t1 und t2 hat im Ausführungsbeispiel 46 ms betragen.For a reliable evaluation, it is advantageous to carry out the evaluation over at least 2 network periods. However, this increases the response time. The detection time between times t1 and t2 was 46 ms in the exemplary embodiment.

Im unteren Bereich ist die Spannung U_PE am Widerstand 14 aufgetragen, die mit dem Versorgungsnetzsimulator messbar ist, bei einem gewöhnlichen Versorgungsnetz 10 allerdings nicht. Durch die Erhöhung des Widerstands 14 fällt bei gleichem Messstrom am Widerstand 14 eine höhere Spannung ab, und die Erhöhung des Widerstands 14 zum Zeitpunkt t1 ist gut erkennbar.The voltage U_PE across the resistor is in the lower area 14th plotted, which can be measured with the supply network simulator, in an ordinary supply network 10 though not. By increasing the resistance 14th drops at the same measuring current at the resistor 14th a higher voltage, and the increase in resistance 14th at time t1 can be clearly seen.

10 zeigt ein konkretes Ausführungsbeispiel für das Netzteil 46 und den Stromsteller 44 von 1. Die Leitung 51 ist über eine Leitung 501 mit einem Punkt 508 verbunden. Der Punkt 508 ist über eine Diode 507 mit der Leitung 65 und über eine Diode 509 mit der Leitung 66 verbunden. Die Leitung 54 ist über eine Leitung 502 mit einem Punkt 511 verbunden. Der Punkt 511 ist über eine Diode 510 mit der Leitung 65 und über eine Diode 512 mit der Leitung 66 verbunden. Die Kathoden der Dioden 507, 510 zeigen in Richtung zur Leitung 65, und die Anoden der Dioden 509, 512 zeigen in Richtung zur Leitung 66. Dies ergibt einen Brückengleichrichter. Die Leitung 61, die auch in 1 vorhanden ist, ist über eine Zenerdiode 505 mit der Leitung 65 und über eine Zenerdiode 506 mit der Leitung 66 verbunden. Die Zenerdioden 505, 506 bewirken eine Spannungsbegrenzung an den Leitungen 65, 66 relativ zum Potenzial an der Leitung 61. Die Leitung 61 ist über einen Kondensator 503 mit der Leitung 65 und über einen Kondensator 504 mit der Leitung 66 verbunden, und die Kondensatoren 503, 504 bewirken eine Glättung der Spannungen an den Leitungen 65, 66. Die Leitung 61 ist über einen Widerstand 520 mit dem Minus-Eingang eines Operationsverstärkers 522 verbunden. Der Operationsverstärker 522 ist am Plus-Eingang mit der Leitung 73 verbunden, über die das Sollwertsignal I_S zugeführt wird. Der Ausgang des Operationsverstärkers 522 ist über eine Leitung 524 mit dem Minus-Eingang des Operationsverstärkers 522 verbunden, und hierdurch wird die Stromregelschleife gebildet. 10 shows a specific exemplary embodiment for the power supply unit 46 and the power controller 44 of 1 . The administration 51 is over a line 501 with a point 508 connected. The point 508 is about a diode 507 with the line 65 and via a diode 509 with the line 66 connected. The administration 54 is over a line 502 with a point 511 connected. The point 511 is about a diode 510 with the line 65 and via a diode 512 with the line 66 connected. The cathodes of the diodes 507 , 510 point towards the administration 65 , and the anodes of the diodes 509 , 512 point towards the administration 66 . This makes a bridge rectifier. The administration 61 that are also in 1 is present is via a zener diode 505 with the line 65 and a zener diode 506 with the line 66 connected. The Zener diodes 505 , 506 cause a voltage limitation on the lines 65 , 66 relative to the potential on the line 61 . The administration 61 is through a capacitor 503 with the line 65 and through a capacitor 504 with the line 66 connected, and the capacitors 503 , 504 smooth the tensions on the lines 65 , 66 . The administration 61 is about a resistance 520 to the minus input of an operational amplifier 522 connected. The operational amplifier 522 is at the plus input with the line 73 connected, via which the setpoint signal I_S is supplied. The output of the operational amplifier 522 is over a line 524 to the minus input of the operational amplifier 522 connected, and this forms the current control loop.

Die Leitung 65 dient zur positiven Stromversorgung des Operationsverstärkers 522, und die Leitung 66 zur negativen Stromversorgung.The administration 65 serves for the positive power supply of the operational amplifier 522 , and the line 66 to negative power supply.

11 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der die Signale SIG1 und SIG2 nicht durch die Signalerfassungsanordnung 31 summiert und als gemeinsames Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 der Auswertevorrichtung zugeführt werden, sondern es werden ein erstes Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.1 und ein zweites Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.2 als getrennte Signale zugeführt. Das erste Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.1 ist abhängig vom ersten Signal SIG1 und das zweite Signalerfassungsanordnungssignal SIG3.2 ist abhängig vom zweiten Signal SIG2. 11 shows a further embodiment in which the signals SIG1 and SIG2 not by the signal detection arrangement 31 summed and as a common signal acquisition arrangement signal SIG3 are fed to the evaluation device, but there are a first signal detection arrangement signal SIG3 .1 and a second signal detection arrangement signal SIG3.2 supplied as separate signals. The first signal acquisition order signal SIG3 .1 depends on the first signal SIG1 and the second signal detection arrangement signal SIG3.2 depends on the second signal SIG2 .

12 zeigt eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung 20 zum Überwachen eines Versorgungsnetzes 10. Das Versorgungsnetz 10 hat im Ausführungsbeispiel mindestens eine Phase L1, die am Anschluss 21 angeschlossen ist, ggf. Phasen L2, L3, sowie einen Neutralleiter N, der am Anschluss 24 angeschlossen ist. Der Neutralleiter N hat im Regelfall eine niedrige Spannung bzw. die Spannung 0 V. 12th shows a further embodiment of the device 20th for monitoring a supply network 10 . The supply network 10 in the exemplary embodiment has at least one phase L1 that is connected to the connection 21 is connected, possibly phases L2, L3, as well as a neutral conductor N, which is connected to the connection 24 connected. The neutral conductor N usually has a low voltage or a voltage of 0 V.

Der Stromsteller 44 ist über den Widerstand 62 mit der Leitung 54 verbunden, und es kann bei Anschluss des Versorgungsnetzes 10 eine Stromschleife vom Stromsteller 44 über den Widerstand 40, den Anschluss 25, das Versorgungsnetz 10, den Anschluss 24 und den Widerstand 62 zurück zum Stromsteller 44 fließen.The power controller 44 is about the resistance 62 with the line 54 connected, and it can when connected to the supply network 10 a current loop from the current regulator 44 about the resistance 40 , the connection 25th , the supply network 10 , the connection 24 and the resistance 62 back to the power controller 44 flow.

Die Auswertung der Phase über den Differenzbildner 32 funktioniert wie in 1 beschrieben.The evaluation of the phase via the difference generator 32 works like in 1 described.

Der Neutralleiter N bzw. die Leitung 54 ist über den Widerstand 68 mit einem Punkt 469 verbunden. Der Punkt 469 ist über einen Widerstand 410 mit einem Punkt 411 verbunden. Der Punkt 411 ist über einen Widerstand 412 mit dem Schutzleiter 99 verbunden und über einen Widerstand 414 mit dem Punkt 69 verbunden. Der Punkt 69 ist mit der Auswertevorrichtung 30 verbunden.The neutral conductor N or the line 54 is about the resistance 68 with a point 469 connected. The point 469 is about a resistance 410 with a point 411 connected. The point 411 is about a resistance 412 with the protective conductor 99 connected and through a resistor 414 with the point 69 connected. The point 69 is with the evaluation device 30th connected.

Die Widerstände 68 und 410 einerseits und der Widerstand 412 andererseits bewirken eine Pegelanpassung für die Auswertevorrichtung 30, und der Widerstand 414 bewirkt eine Strombegrenzung.The resistances 68 and 410 one hand and the resistance 412 on the other hand cause a level adjustment for the evaluation device 30th , and the resistance 414 causes a current limitation.

Die Signalerfassungsanordnung 31 ist dazu ausgebildet, das erstes Signal SIG1 an der Leitung 54 zu erfassen und der Auswertevorrichtung 30 das Signalerfassungsanordnungssignal SIG3 zuzuführen.The signal detection arrangement 31 is designed to send the first signal SIG1 on the line 54 to detect and the evaluation device 30th the signal detection arrangement signal SIG3 to feed.

Messungen haben ergeben, dass das Signal SIG3 in der Praxis einen Netzfrequenzanteil aufweist. Dieser kommt durch die kapazitive Kopplung über die Y-Kondensatoren. Durch Anwendung des Bandpassfilters 300 von 4 oder eines anderen Bandpassfilters kann der Netzfrequenzanteil verringert werden, und es kann eine Auswertung mit der Auswertevorrichtung 30 von 1 - wie beschrieben - erfolgen.Measurements have shown that the signal SIG3 in practice has a line frequency component. This comes from the capacitive coupling via the Y capacitors. By applying the band pass filter 300 of 4th or another bandpass filter, the line frequency component can be reduced, and an evaluation can be carried out with the evaluation device 30th of 1 - as described - take place.

Da üblicherweise das Versorgungsnetz 10 eine vergleichsweise niederohmige Verbindung zwischen dem Neutralleiter N und dem Schutzleiter PE hat, ist eine Messung weiterer Stromschleifen nicht erforderlich, sie kann aber ergänzend erfolgen.Since usually the supply network 10 If there is a comparatively low-resistance connection between the neutral conductor N and the protective conductor PE, further current loops do not need to be measured, but can be done in addition.

Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfältige Abwandlungen und Modifikationen möglich.A wide variety of alterations and modifications are of course possible within the scope of the present invention.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102011101530 A1 [0002]DE 102011101530 A1 [0002]
  • EP 0881500 A1 [0003]EP 0881500 A1 [0003]
  • EP 2869075 A1 [0004]EP 2869075 A1 [0004]
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  • US 2016/0327615 A1 [0006]US 2016/0327615 A1 [0006]

Claims (24)

Vorrichtung (20) zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE), welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist, welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, über den Stromsteller (44) ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) zu erzeugen, welche Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) zu erfassen und der Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zuzuführen, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1), und welche Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) zu erzeugen, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84).Device (20) for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE), which device (20) has a first connection (21), has a second connection (22), a third connection (25), a current regulator (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) can be connected to a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10), which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to enable a current flow in a first current loop (81, 84) when the supply network (10) is connected, which first current loop (81, 84) is the current controller (44), the third connection (25 ), the supply network (10), the first connection (21) and again the power controller (44), which device (20) is designed to generate an alternating current signal (I_I) in the first current loop (81, 84) via the current regulator (44); to detect the first point of the first current loop (81, 84) and to supply the evaluation device (30) with a signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1) has first information about the impedance of the first current loop (81, 84) which Signal acquisition arrangement signal (SIG1; SIG3) is dependent on the first signal (SIG1), and which evaluation device (30) is designed to generate an evaluation signal (OUT) as a function of the signal acquisition arrangement signal (SIG1; SIG3), which evaluation signal is dependent on the impedance of the first current loop (81, 84). Vorrichtung (20) nach Anspruch 1, bei welcher die Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, als erstes Signal (SIG1) ein die Spannung am ersten Anschluss (21) charakterisierendes Signal zu erfassen.Device (20) after Claim 1 , in which the signal acquisition arrangement (31) is designed to acquire a signal characterizing the voltage at the first connection (21) as the first signal (SIG1). Vorrichtung (20) nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher die erste Stromschleife (81, 84) mindestens einen Kondensator (63, 64) aufweist, dessen erster Anschluss in Richtung zum ersten Anschluss (21) verschaltet ist und dessen zweiter Anschluss in Richtung zum Stromsteller (44) verschaltet ist.Device (20) after Claim 1 or 2 , in which the first current loop (81, 84) has at least one capacitor (63, 64), the first connection of which is connected in the direction of the first connection (21) and the second connection of which is connected in the direction of the current controller (44). Vorrichtung (20) nach Anspruch 3, bei welcher die erste Stromschleife (81, 84) mindestens einen Widerstand (60; 62) aufweist, welcher parallel zum Kondensator (63, 64) verschaltet ist.Device (20) after Claim 3 , in which the first current loop (81, 84) has at least one resistor (60; 62) which is connected in parallel to the capacitor (63, 64). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der zweite Anschluss (24) mit einem zweiten aktiven Leiter (N; HOT2; L2) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer zweiten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche zweite Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den zweiten Anschluss (24) und wieder den Stromsteller (44) umfasst.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the second connection (24) can be connected to a second active conductor (N; HOT2; L2) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to do so when connected of the supply network (10) to enable a current flow in a second current loop (81, 84), which second current loop (81, 84) the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the second connection ( 24) and again includes the power controller (44). Vorrichtung (20) nach Anspruch 5, bei welcher die Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, ein zweites Signal (SIG2) an einem vorgegebenen zweiten Punkt der zweiten Stromschleife (81, 84) zu erfassen, welches zweite Signal (SIG2) eine zweite Information über die Impedanz der zweiten Stromschleife (81, 84) aufweist, und bei welcher das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1) und vom zweiten Signal (SIG2).Device (20) after Claim 5 , in which the signal acquisition arrangement (31) is designed to acquire a second signal (SIG2) at a predetermined second point of the second current loop (81, 84), which second signal (SIG2) provides second information about the impedance of the second current loop ( 81, 84), and in which the signal detection arrangement signal (SIG3) is dependent on the first signal (SIG1) and on the second signal (SIG2). Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Signalerfassungsanordnung (31) einen Addierer (67, 68) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3) als Summensignal des ersten Signals (SIG1) und des zweiten Signals (SIG2) zu bilden.Device according to Claim 6 , in which the signal acquisition arrangement (31) has an adder (67, 68) which is designed to form the signal acquisition arrangement signal (SIG3) as a sum signal of the first signal (SIG1) and the second signal (SIG2). Vorrichtung nach Anspruch 7, bei welcher der Addierer (67, 68) einen Spannungsteiler aufweist.Device according to Claim 7 , in which the adder (67, 68) has a voltage divider. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher die Signalerfassungsanordnung (31) dazu ausgebildet ist, der Auswertevorrichtung (30) als Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3) ein erstes Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3.1) und ein zweites Signalerfassungsanordnungssignal (SIG3.2) zuzuführen, welches erste Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom ersten Signal (SIG1) und welches zweite Signalerfassungsanordnungssignal abhängig ist vom zweiten Signal (SIG2).Device according to Claim 6 , in which the signal acquisition arrangement (31) is designed to supply a first signal acquisition arrangement signal (SIG3.1) and a second signal acquisition arrangement signal (SIG3.2) to the evaluation device (30) as a signal acquisition arrangement signal (SIG3), which first signal acquisition arrangement signal is dependent on the first signal ( SIG1) and which second signal detection arrangement signal is dependent on the second signal (SIG2). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Strommessvorrichtung (40) zur Erfassung eines den durch den Stromsteller (44) erzeugten Strom (I_I) charakterisierenden Messsignals (I_I_M) aufweist, und bei welcher die Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, das Auswertesignal (OUT) in Abhängigkeit vom Messsignal (I_I_M) zu erzeugen.Device (20) according to one of the preceding claims, which comprises a current measuring device (40) for detecting a measurement signal characterizing the current (I_I) generated by the current regulator (44) (I_I_M), and in which the evaluation device (30) is designed to generate the evaluation signal (OUT) as a function of the measurement signal (I_I_M). Vorrichtung (20) nach Anspruch 10, bei welcher die Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, als Auswertesignal (OUT) ein Fehlersignal zu erzeugen, wenn das Messsignal (I_I_M) einem zu niedrigen Wechselstromsignal (I_I) entspricht.Device (20) after Claim 10 , in which the evaluation device (30) is designed to generate an error signal as an evaluation signal (OUT) when the measurement signal (I_I_M) corresponds to an alternating current signal (I_I) that is too low. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Wechselstromsignal (I_I) eine Messfrequenz (f_M) aufweist, welche im Bereich 75 Hz bis 625 Hz liegt, bevorzugt im Bereich 100 Hz bis 590 Hz.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the alternating current signal (I_I) has a measuring frequency (f_M) which is in the range 75 Hz to 625 Hz, preferably in the range 100 Hz to 590 Hz. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher das Wechselstromsignal (I_I) eine Messfrequenz (f_M) aufweist, welche ungleich einem ungeraden Vielfachen der Netzfrequenz (f_N) ist.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the alternating current signal (I_I) has a measuring frequency (f_M) which is not equal to an odd multiple of the network frequency (f_N). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Frequenzmessvorrichtung (348) aufweist, welche Frequenzmessvorrichtung (348) dazu ausgebildet ist, einen die Netzfrequenz (f_N) charakterisierenden Frequenzmesswert (f_N_M) zu ermitteln, und welche Vorrichtung (20) dazu ausgebildet ist, die Messfrequenz (f_N) in Abhängigkeit vom Frequenzmesswert (f_N_M) zu bestimmen.Device (20) according to one of the preceding claims, which has a frequency measuring device (348), which frequency measuring device (348) is designed to determine a frequency measurement value (f_N_M) characterizing the network frequency (f_N), and which device (20) is designed to do so to determine the measurement frequency (f_N) depending on the frequency measurement value (f_N_M). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher der Stromsteller (44) als Stromregler ausgebildet ist.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the current regulator (44) is designed as a current regulator. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Auswertevorrichtung (30) dazu ausgebildet ist, das Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) durch ein Bandpass-Filter (300) zu filtern, um eine Dämpfung im Bereich der Netzfrequenz (f_N) zu bewirken.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the evaluation device (30) is designed to filter the signal detection arrangement signal (SIG1; SIG3) through a bandpass filter (300) in order to add attenuation in the range of the network frequency (f_N) cause. Vorrichtung (20) nach Anspruch 16, bei welcher das Bandpass-Filter (300) als aktives Filter ausgebildet ist.Device (20) after Claim 16 , in which the bandpass filter (300) is designed as an active filter. Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche eine Phasenregelschleife (344) aufweist, welche Phasenregelschleife (44) dazu ausgebildet ist, ein Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) derart durch einen geschlossenen Regelkreis zu erzeugen, dass die Phasenabweichung zwischen dem Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) und einer Phase (HOT1; HOT2; L1) der Versorgungsspannung (10) konstant ist.Device (20) according to one of the preceding claims, which has a phase-locked loop (344), which phase-locked loop (44) is designed to generate a phase-locked loop signal (PLL_SIG) through a closed control loop in such a way that the phase deviation between the phase-locked loop signal (PLL_SIG) and a phase (HOT1; HOT2; L1) of the supply voltage (10) is constant. Vorrichtung (20) nach Anspruch 18, welche dazu ausgebildet ist, das Wechselstromsignal (I_I) in Abhängigkeit vom Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) zu beeinflussen.Device (20) after Claim 18 which is designed to influence the alternating current signal (I_I) as a function of the phase locked loop signal (PLL_SIG). Vorrichtung (20) nach Anspruch 18 oder 19, welche dazu ausgebildet ist, das Wechselstromsignal (I_I) mit einem vorgegebenen Frequenzfaktor mit dem Phasenregelschleifensignal (PLL_SIG) zu synchronisieren.Device (20) after Claim 18 or 19th , which is designed to synchronize the alternating current signal (I_I) with a predetermined frequency factor with the phase-locked loop signal (PLL_SIG). Vorrichtung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Auswertevorrichtung (30) einen Summierer (342) aufweist, welcher dazu ausgebildet ist, das Signalanordnungssignal (SIG1; SIG3) mit einem Phasensignal (346) zu summieren, welches Phasensignal (346) eine Frequenz aufweist, welche der Netzfrequenz der Stromversorgung (10) entspricht, um beim Signalanordnungssignal (SIG1; SIG3) eine Verringerung des Frequenzanteils der Netzfrequenz (f_N) zu bewirken.Device (20) according to one of the preceding claims, in which the evaluation device (30) has an adder (342) which is designed to sum the signal arrangement signal (SIG1; SIG3) with a phase signal (346), which phase signal (346) has a frequency which corresponds to the network frequency of the power supply (10) in order to bring about a reduction in the frequency component of the network frequency (f_N) in the signal arrangement signal (SIG1; SIG3). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welcher die Auswertevorrichtung dazu ausgebildet ist, eine Fouriertransformation des Signalanordnungssignals (SIG1; SIG3) durchzuführen, um den Frequenzanteil der Messfrequenz (f_M) zu ermitteln.Device according to one of the preceding claims, in which the evaluation device is designed to carry out a Fourier transformation of the signal arrangement signal (SIG1; SIG3) in order to determine the frequency component of the measurement frequency (f_M). Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, welche an ein Versorgungsnetz (20) ohne Neutralleiter anschließbar ist.Device according to one of the preceding claims, which can be connected to a supply network (20) without a neutral conductor. Verfahren zum Überwachen eines Versorgungsnetzes (10) mit aktiven Leitern (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) und einem Schutzleiter (PE) mittels einer Vorrichtung (20), welche Vorrichtung (20) einen ersten Anschluss (21), einen zweiten Anschluss (22), einen dritten Anschluss (25), einen Stromsteller (44) und eine Signalerfassungsanordnung (31) aufweist, welcher erste Anschluss (21) mit einem ersten aktiven Leiter (L1; HOT1; N) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, welcher dritte Anschluss (25) mit dem Schutzleiter (PE) des Versorgungsnetzes (10) verbindbar ist, und welcher Stromsteller (44) dazu ausgebildet ist, bei Anschluss des Versorgungsnetzes (10) einen Stromfluss in einer ersten Stromschleife (81, 84) zu ermöglichen, welche erste Stromschleife (81, 84) den Stromsteller (44), den dritten Anschluss (25), das Versorgungsnetz (10), den ersten Anschluss (21) und wieder den Stromsteller (44) umfasst, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist: A) Durch den Stromsteller (44) wird ein Wechselstromsignal (I_I) in der ersten Stromschleife (81, 84) erzeugt, B) Durch die Signalerfassungsanordnung (31) wird ein erstes Signal (SIG1) an einem vorgegebenen ersten Punkt der ersten Stromschleife (81, 84) erfasst und der Auswertevorrichtung (30) ein Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) zugeführt, welches erste Signal (SIG1) eine erste Information über die Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84) aufweist, welches Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) abhängig ist vom ersten Signal (SIG1), C) Durch die Auswertevorrichtung (30) wird in Abhängigkeit vom Signalerfassungsanordnungssignal (SIG1; SIG3) ein Auswertesignal (OUT) erzeugt, welches abhängig ist von der Impedanz der ersten Stromschleife (81, 84).Method for monitoring a supply network (10) with active conductors (L1, L2, L3, N; HOT1, HOT2; L1, N) and a protective conductor (PE) by means of a device (20) which device (20) has a first connection ( 21), a second connection (22), a third connection (25), a current regulator (44) and a signal detection arrangement (31), which first connection (21) with a first active conductor (L1; HOT1; N) of the supply network (10) is connectable, which third connection (25) can be connected to the protective conductor (PE) of the supply network (10), and which current controller (44) is designed to enable a current to flow in a first current loop (81, 84) when the supply network (10) is connected , which first current loop (81, 84) comprises the current controller (44), the third connection (25), the supply network (10), the first connection (21) and again the current controller (44), which method comprises the following steps: A) The current controller (44) generates an alternating current signal (I_I) in the first current loop (81, 84), B) The signal detection arrangement (31) generates a first signal (SIG1) at a predetermined first point on the first current loop (81 , 84) and the evaluation device (30) is supplied with a signal acquisition arrangement signal (SIG1; SIG3), which first signal (SIG1) has first information about the impedance of the first current loop (81, 84), which signal acquisition arrangement signal (SIG1; SIG3) is dependent on the first signal (SIG1), C) The evaluation device (30) generates an evaluation signal (OUT) as a function of the signal acquisition arrangement signal (SIG1; SIG3), which is dependent on the impedance of the first current loop (81, 84) .
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