DE10209043A1

DE10209043A1 - Safety switch for electrical equipment, has electronic evaluation circuit with timer so that if maximum permitted operating period is exceeded, current gate interrupts energy supply

Info

Publication number: DE10209043A1
Application number: DE2002109043
Authority: DE
Inventors: Hartmut Claus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2002-03-02
Filing date: 2002-03-02
Publication date: 2003-09-18

Abstract

The device has a current converter (1) and a current gate in the energy feed to the protected equipment connected together via a signal detector and an electronic evaluation circuit with a timer (4) so that if a maximum permitted operating period is exceeded the current gate interrupts the energy supply. AN Independent claim is also included for the following: a method of protecting electrical equipment against overload and damage.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Sicherung elektrischer Geräte vor Überlastung und Beschädigung in Folge außerordentlichen Betriebes. The invention relates to the field of securing electrical devices Overloading and damage as a result of extraordinary operation.

Um das sichere Arbeiten eines elektrischen Gerätes auch bei Abwesenheit von Personen zu garantieren, ist es oftmals erforderlich, einen Sicherheitsschalter zwischen Stromversorgung und Gerät zu schalten, der die Energiezufuhr im Falle eines abnormalen Betriebszustandes unterbricht. Solche Sicherheitsschalter erfassen nach dem Stand der Technik folgende nicht zulässige Betriebszustände:

1. Überschreiten zulässiger Stromstärken von Betriebs- oder Fehlerströmen,
2. Überschreiten zulässiger Drücke oder mechanischer Kräfte,
3. Überschreiten einer zulässigen Temperatur,
4. Unzulässiges Entweichen von Gasen,
5. Unzulässiges Austreten von Flüssigkeiten oder Überschreiten einer maximalen Füllhöhe.

In order to guarantee the safe operation of an electrical device even when people are absent, it is often necessary to switch a safety switch between the power supply and the device, which interrupts the energy supply in the event of an abnormal operating state. According to the state of the art, such safety switches detect the following impermissible operating states:

1. exceeding the permissible currents of operating or fault currents,
2. exceeding permissible pressures or mechanical forces,
3. exceeding a permissible temperature,
4. Inadmissible escape of gases,
5. Inadmissible leakage of liquids or exceeding a maximum fill level.

Die so realisierten Lösungen sind für bestimmte Aufgabenstellungen nicht ausreichend, oder mit vergleichsweise hohem technischem Aufwand verbunden. Insbesondere für einen Überlastungsschutz durch automatische Begrenzung einer Betriebsdauer des elektrischen Gerätes sind keine universell einsetzbaren Lösungen, die ohne Eingriffe in das Gerät nachrüstbar sind, bekannt, obwohl mit einer derartigen Überwachung in vielen Fällen auch umfangreichere Systeme nach den oben genannten Funktionsprinzipen unnötig wären. The solutions thus implemented are not for certain tasks sufficient, or associated with a comparatively high technical effort. In particular for overload protection by automatically limiting one The operating time of the electrical device cannot be used universally Solutions that can be retrofitted without tampering with the device are known, though With such monitoring, in many cases even more extensive systems would be unnecessary according to the functional principles mentioned above.

Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zu Grunde, ein vorhandenes elektrisches Gerät vor Überlastung, Beschädigung oder Zerstörung in Folge unzulässig langer Betriebsdauer zu schützen, ohne das dafür Eingriffe in das zu schützende Gerät erforderlich sind. The invention is based on the technical problem of an existing one electrical device from overload, damage or destruction in a row to protect inadmissibly long operating times without interfering with it devices to be protected are required.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein automatischer Sicherheitsschalter so zwischen das elektrische Gerät und dessen Energiezufuhr geschaltet wird, dass dieser die Energiezufuhr zum Gerät unterbrechen kann. According to the invention, the object is achieved in that an automatic Safety switch between the electrical device and its Energy supply is switched that this is the energy supply to the device can interrupt.

Dieser automatische Sicherheitsschalter besteht aus einem Stromwandler, einem Timer, einer Steuer- und Auswerteelektronik und einem steuerbaren Stromtor, zum Beispiel ein Relais ausreichender Leistung. This automatic safety switch consists of a current transformer, a Timer, a control and evaluation electronics and a controllable current gate, for example a relay of sufficient power.

Im Normalfall ist das Stromtor durchlässig. Wird das überwachte Gerät eingeschaltet, so ist am Stromwandler ein Signal ableitbar, dessen Amplitude von der Stromaufnahme des Gerätes abhängig ist. Überschreitet dieses Signal einen definierten Schwellwert, so wird das überwachte Gerät als eingeschaltet erkannt und der Timer gestartet. Um Laufzeiten unterschiedlicher Betriebszyklen auswerten zu können, ist auch die Verwendung mehrerer Schwellwerte möglich. The current gate is normally permeable. Becomes the monitored device switched on, a signal can be derived from the current transformer, its amplitude depends on the power consumption of the device. Exceeds this signal a defined threshold value, the monitored device is switched on recognized and the timer started. To run times different To be able to evaluate operating cycles is also the use of several Threshold values possible.

Wird vom überwachten Gerät ein vordefiniertes Laufzeitintervall unter- oder überschritten, so sperrt die Steuer- und Auswerteelektronik das Stromtor, wodurch die weitere Energiezufuhr zum Gerät unterbrochen und die Gefahr einer Überlastung bzw. Beschädigung des Gerätes ausgeschlossen wird. If the monitored device falls below or a predefined runtime interval exceeded, the control and evaluation electronics block the current gate, whereby the further energy supply to the device is interrupted and the risk of Overloading or damage to the device is excluded.

Eine Reaktivierung der Energiezufuhr ist in den meisten Fällen nur manuell mit einem Rücksetzschalter sinnvoll, so dass auch nach langer Deaktivierungszeit nur erwünschte Reaktivierungen möglich sind. In most cases, reactivation of the energy supply is only manual with a reset switch makes sense, so that even after a long time Deactivation time only desired reactivations are possible.

Die Festlegung des Laufzeitintervalls kann neben einer manuellen Einstellung auch automatisch erfolgen, indem vorhergegangene, als normal klassifizierte, Laufzeitintervalle gespeichert und statistisch ausgewertet werden. Das so entstehende Zeitintervall lässt sich über Toleranz- oder Sicherheitsfaktoren aufweiten oder verengen. The setting of the runtime interval can be done in addition to a manual setting can also be done automatically by using previous, classified as normal, Runtime intervals are saved and statistically evaluated. That so The resulting time interval can be adjusted using tolerance or safety factors widen or narrow.

Anhand eines Ausführungsbeispiels (Fig. 1) soll die Erfindung erläutert werden. The invention will be explained using an exemplary embodiment ( FIG. 1).

Ein Hauswasserwerk mit Pumpenmotor (2) benötige im Normalfall weniger als eine Minute Laufzeit, um den vorgesehenen maximalen Wasserdruck im Rohrnetz aufzubauen und über einen Drucksensor die Pumpe auszuschalten. Kommt es infolge einer Betriebsstörung, zum Beispiel bei fehlendem Wasser im Reservoire oder nach einem Rohrbruch, nicht zum Aufbau des benötigten Drucks, so würde die Pumpe unaufhörlich weiterarbeiten, was entweder zum Trockenlaufen, Aufheizen und u. U. zu einem Brand, oder zum Überfluten der Räume führen würde. A domestic waterworks with a pump motor ( 2 ) normally takes less than one minute to build up the maximum water pressure in the pipe network and switch off the pump via a pressure sensor. If, due to a malfunction, for example in the absence of water in the reservoir or after a pipe break, the required pressure is not built up, the pump would continue to work, which would either result in dry running, heating and the like. U. could lead to a fire, or flood the rooms.

Um dies zu verhindern, ist im Versorgungsstromkreis des Hauswasserwerkes der beschriebene Sicherheitsschalter zwischengeschaltet, an dem eine obere Grenze des Laufzeitintervalls von 2 Minuten, eingestellt wurde. To prevent this, the supply circuit of the house waterworks is the Intermediate safety switch described, at which an upper limit of the runtime interval of 2 minutes.

Dieser Sicherheitsschalter besteht erfindungsgemäß aus einem induktiven Stromwandler (1), einem Timer (4), einer Auswerteelektronik aus Komparatoren und Verstärker, einem Relais (3) und einem Rücksetztaster (7). According to the invention, this safety switch consists of an inductive current transformer ( 1 ), a timer ( 4 ), evaluation electronics comprising comparators and amplifiers, a relay ( 3 ) and a reset button ( 7 ).

Wird die Pumpe aktiviert, so führt der dazu erforderliche Strom zu einem Signal, das einen vordefinierten Schwellwert (6) übersteigt und einen Timer (4) startet. Dieser bleibt so lange aktiv, wie das genannte Signal am Stromwandler vorhanden ist, das heißt, während der gesamten Laufzeit der Pumpe. Schaltet die Pumpe innerhalb der vorgesehenen Zeit ab, so kehrt der Timer in die Ausgangslage zurück und ist für das nächste Laufzeitintervall bereit. If the pump is activated, the required current leads to a signal that exceeds a predefined threshold value ( 6 ) and starts a timer ( 4 ). This remains active as long as the signal mentioned is present at the current transformer, that is, during the entire running time of the pump. If the pump switches off within the scheduled time, the timer returns to the starting position and is ready for the next runtime interval.

Überschreitet die vom Timer gemessene Betriebszeit eine vorgewählte Grenze (5), in diesem Beispiel 2 Minuten, so wird die Pumpe mittels Relais abgeschaltet, da in diesem Fall eine Betriebsstörung vorliegen muß. If the operating time measured by the timer exceeds a preselected limit ( 5 ), in this example 2 minutes, the pump is switched off by means of a relay, since in this case there must be a malfunction.

Diese Sicherheitsabschaltung bleibt so lange erhalten, bis nach der Beseitigung der Störungsursachen eine manuelle Reaktivierung der Energiezufuhr vorgenommen wird. Diese Reaktivierung kann ausschlieslich mit dem Rücksetztaster (7) erfolgen. This safety shutdown remains in effect until the power supply is reactivated manually after the causes of the fault have been eliminated. This reactivation can only be done with the reset button ( 7 ).

Claims

1. Safety switch for electrical devices to protect against damage or destruction as a result of abnormal operating conditions, characterized in that there is both a current transformer and a current gate in the energy supply of the device to be protected, which are connected to one another via a signal detector and an electronic evaluation circuit with timer are connected that the current gate interrupts the energy supply when a maximum permissible operating time is exceeded.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the current transformer is an electromagnetic transformer.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the current transformer is a Hall sensor.

4. Arrangement according to claim 1, characterized in that the current transformer is an optoelectronic coupler.

5. Arrangement according to claim 1, characterized in that a multi-stage Signal detector for the detection of different operating states of the protective device is present.

6. The method according to claim 1, characterized in that an upper and / or a lower runtime interval limit for each classified Operating cycle is defined, its exceeding and / or falling below Interruption of the energy supply of the device to be protected leads.

7. The method according to claim 1, characterized in that the specification of upper and / or lower runtime interval limits are done manually.

8. The method according to claim 1, characterized in that the specification of upper and / or lower runtime interval limits occur automatically, by previous runtime intervals classified as normal saved and statistically evaluated.

9. The method according to claim 7 and claim 8, characterized in that the defined runtime interval with safety or tolerance factors is narrowed or widened.