DE10253018A1

DE10253018A1 - Schaltgerät sowie System und Verfahren zur Strommessung in dem Schaltgerät

Info

Publication number: DE10253018A1
Application number: DE10253018A
Authority: DE
Inventors: Walter Dipl.-Ing. Kahl
Original assignee: ABB Patent GmbH
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 2002-11-14
Filing date: 2002-11-14
Publication date: 2004-05-27
Anticipated expiration: 2022-11-15
Also published as: DE10253018B4

Abstract

Es wird ein Schaltgerät (10, 100), insbesondere ein Installationsschaltgerät, beschrieben mit wenigstens einem Strompfad (13, 102, 101), der zwischen wenigstens einer Eingangsklemme (11, 111) und wenigstens einer Ausgangsklemme (12, 112) verläuft und der an einer Kontaktstelle (14, 103a, 103b) nach Auslösung durch wenigstens einen Auslöser (16, 17, 107) durch ein Schaltschloss (15, 105) unterbrechbar ist. Das Schaltgerät (10, 100) umfasst wenigstens einen Stromsensor (31, 120, 125) zur Erfassung des Stromes durch wenigstens einen Strompfad (13, 102, 101) sowie wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit (30, 131) zur Ansteuerung des wenigstens einen Stromsensors (120, 125, 31) und Auswertung des Stromsensorsignals. Der Stromsensor (31, 120, 125) ist idealerweise ein integrierter Stromsensor, der wenigstens zwei Magnetfeldsensoren (31a, 31b, 120a, 120b, 125a, 125b) zu beiden Seiten des zu überwachenden Strompfades (13, 102, 125) umfasst. Die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit (30, 131) ist als integrierte elektronische Schaltung auf einem Chip aufgebaut und enthält analoge und/oder digitale Baugruppen, wie z. B. Verstärker, A/D-Wandler, serielle Schnittstellen, Filter, Mikrocontroller etc.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät, insbesondere ein Installations-Schaltgerät, sowie ein System und ein Verfahren zur Strommessung in dem Schaltgerät.

Installations-Schaltgeräte dienen in elektrischen Installationsanlagen dem Leitungs- und/oder Personenschutz. Die sogenannten Leitungsschutzschalter (LS) unterbrechen den Stromfluss durch die überwachte Leitung bei Auftreten von Überstrom oder eines Kurzschlussstromes. Sie umfassen dazu elektromagnetische und thermische Auslöser sowie ein oder mehrere Schaltschlösser, die bei Auslösung durch einen der Auslöser den Strompfad zwischen Eingangs- und Ausgangsklemmen unterbrechen. Weiterhin sind Fehlerstromschutzschalter bekannt (Fl-Schutzschalter), die zum Personenschutz dienen. Ein Fehlerstrom tritt dann auf, wenn die Summe der in die Anlage hinfließenden Ströme größer als die Summe der aus der Anlage herausfließenden Ströme ist, die Differenz fließt als Fehlerstrom über Erde ab. Fl-Schutzschalter umfassen eine Einrichtung zur Fehlerstromerkennung, die bei Auftreten eines solchen einen Auslöser veranlasst, den Strompfad zwischen Eingangs- und Ausgangsklemmen zu unterbrechen.

Es ist bekannt, Informationen über die aktuelle Stromstärke, die durch den oder die Strompfade des Schaltgerätes fließen, zu erhalten, indem ein zusätzlicher Stromwandler und eine zusätzliche Hilfsspannungsquelle eingebaut werden, was bei einem LS-Schalter einen zusätzlichen Neutralleiteranschluss erfordert. Die so erhaltenen zusätzlichen Informationen werden zu Kontroll-, Mess- oder Überwachungszwecken zu einer Melde/Kontrolleinheit übertragen.

Im Zuge der zunehmenden Vernetzung von Schaltgeräten in Gebäudeautomatisierungssystemen kommt dieser Möglichkeit, Informationen über die Stromstärke, die über den oder die Strompfade durch das Schaltgerät fließen, zu erhalten und zu Überwachungs- und Kontrollzwecken an Melde/Kontrolleinheiten zu übertragen, eine erhöhte Bedeutung zu. Nach dem Stand der Technik ist dies jedoch heute nur unter hohem zusätzlichen Aufwand und damit hohen zusätzlichen Kosten möglich.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schaltgerät zu schaffen, bei dem Informationen über die Stromstärke, die über den oder die Strompfade durch das Schaltgerät fließen, auf einfache und kostengünstige Weise zu erhalten sind, sowie ein System und ein Verfahren zur Strommessung in einem Schaltgerät aufzuzeigen.

Die Aufgabe wird bezüglich des Schaltgerätes erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1, bezüglich des Systems zur Strommessung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 14 und bezüglich des Verfahrens zur Strommessung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 16.

Erfindungsgemäß also umfasst das Schaltgerät wenigstens einen Stromsensor zur Erfassung des Stromes durch wenigstens einen Strompfad sowie wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Stromsensors und zur Auswertung des Stromsensorsignals.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Stromsensor ein integrierter Stromsensor, der wenigstens zwei Magnetfeldsensoren zu beiden Seiten des zu überwachenden Strompfades umfasst. Die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit ist dabei in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zumindest teilweise als integrierte elektronische Schaltung auf einem Chip aufgebaut und umfasst analoge und/oder digitale Baugruppen. Solche Baugruppen können beispielsweise Analog/Digital- oder Digital/Analog-Umsetzer, analoge oder digitale Filter, Mikroprozessoren und/oder Mikrocontroller, Kommunikationsschnittstellen wie z.B. serielle oder parallele Schnittstellenbaugruppen, oder weitere aus der Elektronik bekannte und für die Signalverarbeitung benutzte Baugruppen sein.

Die Messung des elektrischen Stromes unter Zuhilfenahme von wenigstens zwei Magnetfeldsensoren, sogenannten Hall-Sensoren, ist ein an sich in der Elektrotechnik be kanntes Prinzip. In jüngster Zeit sind auch sogenannte integrierte Stromsensoren bekanntgeworden, bei denen die Hallsensoren in einem Standard CMOS-Prozess auf einem Siliziumchip hergestellt werden, wobei der Sensorchip dann monolithisch mit anderen elektronischen Schaltungen integrierbar ist. Die Anwendung solcher integrierter Stromsensoren wird dabei bisher ausschließlich auf dem Gebiet der Hoch- und Mittelspannungstechnik gesehen. Völlig überraschend zeigte es sich aber, daß solche integrierten Stromsensoren sehr vorteilhaft auch im Bereich der Niederspannungstechnik bei der Lösung der der vorliegenden Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe eingesetzt werden können.

Eine sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens ein Stromsensor und die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zusammen auf einem Chip integriert sind. Dabei können ein oder mehrere Strompfade auf dem Chip, auf dem der wenigstens eine Stromsensor und die wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zusammen integriert sind, angeordnet sein, so dass der Strom durch den Strompfad von dem im Chip integrierten Stromsensor erfassbar ist oder, im Falle mehrerer Strompfade, die Ströme durch die Strompfade von den mehreren in dem Chip integrierten Stromsensoren gleichzeitig erfassbar sind. Ebenso können gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ein oder mehrere Strompfade unterhalb oder oberhalb des Chips, auf dem der wenigstens eine Stromsensor und die wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zusammen integriert sind, angeordnet sein, so dass der Strom durch den Strompfad von dem im Chip integrierten Stromsensor erfassbar ist oder, im Falle mehrerer Strompfade, die Ströme durch die Strompfade von den mehreren in dem Chip integrierten Stromsensoren gleichzeitig erfassbar sind.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Kommunikationsschnittstelle eine Busankopplungsschnittstelle an einen Installationsbus ist.

Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform der Erfindung, in der die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit ein ASIC -Baustein ist.

Die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit ist gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung parametrierbar.

Das Schaltgerät kann gemäß einer Variante der Erfindung so ausgestaltet sein, dass mehrere Stromsensoren vorhanden sind und wenigstens ein Stromsensor zur Laststrommessung und wenigstens ein weiteren Stromsensor zur Differenzstrommessung verwendet wird. Insbesondere bei Fehlerstromschutzschaltern oder sogenannten Fl/LS Schaltgeräten, bei denen die Funktionalität eines Leitungsschutzschalters und eines Fehlerstromschutzschalters in einem gemeinsamen Isolierstoffgehäuse realisiert sind, ist dies von Vorteil.

Sehr vorteilhaft ist weiterhin, dass das Schaltgerät zusätzlich zu dem wenigstens einen Stromsensor noch wenigstens einen Temperatursensor umfassen kann.

Hinsichtlich eines erfindungsgemäßen Systems zur Strommessung in einem Schaltgerät besteht der Kern der Erfindung darin, dass das Schaltgerät wenigstens einen Stromsensor und wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit gemäß obiger Beschreibung umfasst, und dass wenigstens eine Parametrier- und Ansteuerungseinheit vorgesehen und mit der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit in dem Schaltgerät verbunden ist, um von außen den oder die Stromsensoren zu parametrieren und die Sensordaten weiterzuverarbeiten. Die Parametrier- und Ansteuerungseinheit kann dabei ein Funktionsbaustein eines Installationsbusses und über einen Buskoppler mit dem Installationsbus verbunden sein. Eine weitere Funktionseinheit des Installationsbusses ist eine Melde/Kontrolleinheit, in der die gemessenen und ggf. vorverarbeiteten Strommesswerte zu Melde- und/oder Kontrollzwecken weiterverarbeitet werden.

Hinsichtlich des Verfahrens zur Strommessung in einem Schaltgerät besteht der Kern der Erfindung darin, dass die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit parametriert wird, die Strommesswerte entsprechend der Parametrierung in der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit vorverarbeitet werden und daß das Ergebnis der Vorverarbeitung der Strommesswerte angezeigt oder über eine Busschnittstelle nach außen übertragen wird. Die Parametrierung kann dabei bei Fertigung des Schaltgerätes oder auch nach dem Einbau des Schaltgerätes in die Installationsanlage vorgenommen werden. In diesem Falle kann die Parametrierung auch als Fernparametrierung über einen Installationsbus vorgenommen wird. Eine sehr vorteilhafte Möglichkeit besteht darin, dass in dem Schaltgerät über einen Installationsbus zwischen Differenzstrom- und Laststrommessung umgeschaltet werden kann.

Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann in der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit das Strommesssignal gefiltert und/oder geglättet und/oder zeitverzögert weitergegeben wird. Es kann dabei in der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit der zeitliche Verlauf des Strommesswertes ermittelt und automatisch ausgewertet werden, und die Ergebnisse der Auswertung können über die Kommunikationsschnittstelle übertragen werden. Der zeitliche Verlauf des Strommesswertes kann somit ausgewertet werden hinsichtlich normaler Betriebsbedingungen und hinsichtlich des Vorliegens eines Kurzschlussstromes, eines Überstromes, eines schnellen oder langsamen Anstiegs der Fehlerstroms. Je nach Ergebnis dieser Auswertung werden durch die Melde/Kontrolleinheit unterschiedliche Meldungen oder Kontrollaktionen ausgelöst. So ist beispielsweise ein mit einem Fl-Schutzschalter erfasstes langsames Ansteigen des Fehlerstromes ein Anzeichen dafür, dass in der zu überwachenden elektrischen Leitung ein Fehler in der Isolation vorliegt. Wird also ein langsames Ansteigen des Fehlerstromes von dem Schaltgerät erkannt und an die Melde/Kontrolleinheit gemeldet, so kann diese entsprechende Warnmeldungen abgeben. Bei einem Leitungsschutzschalter kann durch Erfassen des Zeitverlaufs des gemessenen Stromes im Fehlerfall erkannt werden, ob ein Überstrom vorliegt – in diesem Fall steigt der Strom langsam an, begleitet von einer Temperaturerhöhung, die von dem gegebenenfalls zusätzlich angebrachten Temperatursensor gemessen und gemeldet wird – oder ein Kurzschlussstrom – in diesem Fall steigt der Strom schnell an. Die Melde/Kontrolleinheit kann entsprechende Fehler- und Diagnosemeldungen abgeben, die zur Leitungs- und Systemdiagnose weiter verwendet werden kann.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Anhand der Zeichnungen, in denen drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind, sollen die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen der Erfindung näher erläutert und beschrieben werden.

Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Schaltgerät

2 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes

3 ein erfindungsgemäßes System zur Strommessung

1 zeigt ein als Leitungsschutzschalter ausgeführtes Schaltgerät 10. Zwischen einer Eingangsklemme 11 und einer Ausgangsklemme 12 verläuft ein Strompfad 13. Das Schaltgerät umfasst einen elektromagnetischen Auslöser 16 zur Kurzschlussstromüberwachung und einen thermischen Auslöser 17 zur Überstromüberwachung. Beide Auslöser 16, 17 wirken auf ein Schaltschloss 15 ein. Bei Auslösung wird über das Schaltschloss 15 eine Kontaktstelle 14 geöffnet, wodurch der Strompfad 13 unterbrochen wird.

In dem Strompfad 13 ist zwischen der Kontaktstelle 14 und der Ausgangsklemme 12 ein Stromsensor 31 eingefügt, mit dem der durch den Strompfad 13 fließende Strom gemessen wird. Der Stromsensor 31 ist ein integrierter Stromsensor nach dem Hallsensor – Prinzip. Er besteht aus zwei Hallsensoren 31a, 31b, die auf unterschiedlichen Seiten des Strompfades angebracht sind. Beide Hallsensoren 31a, 31b des Stromsensors 31 sind mit einer Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 30 verbunden. Die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 30 ist hier eine integrierte elektronische Schaltung, die auf einem Chip aufgebaut ist, von einem – hier der Einfachheit nicht gezeichneten – Netzteil über die Eingangsklemme 11 mit elektrischer Energie versorgt wird und analoge und/oder digitale Baugruppen enthält. In dem Beispiel der 1 sind diese Baugruppen ein Differenzverstärker 30a, ein Analog/Digital-Wandler 30b, ein digitales Filter 30c und eine serielle Schnittstelle 30d. Die beiden Hallspannungen der Hallsensoren 31a, 31b werden subtrahiert, um externe Störfelder zu unterdrücken, und anschließend verstärkt. Das resultierende Signal hat eine Empfindlichkeit, je nach verwendetem Typ des Hallsensors und eingestellter Verstärkung, von einigen μV/A bis mehreren V/A. In der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 30 wird das verstärkte Differenzsignal 31a, 31b dann digitalisiert in dem Analog/Digital-Wandler, gefiltert und über eine serielle Schnittstelle 30d und eine Schnittstellenklemme 33 der Außenwelt zur Verfügung gestellt.

Als weitere Variante eines erfindungsgemäßen Schaltgerätes zeigt 2 ein als Fl-Schutzschalter ausgebildetes Schaltgerät 100. Eine Phase 101 und ein Nulleiter 102 sind zwischen einem Eingangsklemmenpaar 111 und einem Ausgangsklemmenpaar 112 durch einen Summenstromwandler 106 und über je eine Kontaktstelle 103a, 103b geführt. Bei Auftreten eines Fehlerstroms wird über den Summenstromwandler 106 die Relaisspule 107 mit einem Auslösestrom gespeist, infolgedessen ein Schaltschloss 105 die beiden Kontaktstellen 103a, 103b öffnet.

Der Phase 101 ist ein Stromsensor 120 und dem Nulleiter 102 ist ein Stromsensor 125 zugeordnet. Der Stromsensor 120 (125) ist ein integrierter Stromsensor nach dem Hallsensor – Prinzip. Er besteht aus zwei Hallsensoren 120a, 120b (125a, 125b), die auf unterschiedlichen Seiten des Strompfades angebracht sind. Beide Hallsensoren 120a, 120b (125a, 125b) des Stromsensors 120 (125) sind mit einer Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 131 verbunden. Diese Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 131 ist eine integrierte elektronische Schaltung, die auf einem Chip aufgebaut ist, von einem – hier der Einfachheit nicht gezeichneten – Netzteil über die Eingangsklemme 111 mit elektrischer Energie versorgt wird und analoge und/oder digitale Baugruppen enthält. Insbesondere könnte die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit als ASIC aufgebaut sein. In dem Beispiel der 2 sind diese Baugruppen zwei Differenzverstärker 121, 121a, zwei Analog/Digital-Wandler 122, 122a, sowie ein Mikrocontroller 126. Die beiden Hallspannungen der Hallsensoren 120a, 120b bzw. 125a, 125b werden in den Differenzverstärkern subtrahiert, um externe Störfelder zu unterdrücken, und anschließend verstärkt. Die verstärkten Sensorsignale werden in den Analog/Digitalwandlern 122, 122a digitalisiert und als solcherart digitalisierte Signale S1, S2 dem Eingang des Mikrocontrollers 126 zugeführt. Im Mikrocontroller werden die Signale weiterverarbeitet. So kann etwa der Stromwert anhand im Mikrocontroller gespeicherter Kennlinien aus den Sensorsignalen ermittelt werden. Die Sensorsignale können auch zunächst gefiltert, geglättet werden, bevor die Ermittlung und Übermittlung der zugehörigen Stromwerte erfolgt. Die Übermittlung der Stromwerte kann auch zeitverzögert erfolgen.

Eine der in dem Mikrocontroller 126 integrierten Baugruppe ist eine bidirektionale serielle Schnittstelle, über die die Sensorsignale der Außenwelt über eine Signalklemme 134 zur Verfügung gestellt werden, und über die die Sensoransteuerungs- und Aus werteeinheit parametrierbar ist. Durch die Parametrierung kann beispielsweise festgelegt werden, dass in dem Mikrocontroller 126 der Fehlerstrom als Differenz der beiden Stromsignale S1 und S2 ermittelt und nach außen übertragen wird, oder daß eines der beiden gemessenen Stromsignale S1 oder S2 als Laststrom übertragen wird. Auch können bei einer Filterung die Filterparameter über die serielle Schnittstelle dem Mikrocontroller 126 mitgeteilt werden, oder bei zeitverzögerter Signalübermittlung die Zeitkonstante der Zeitverzögerung.

Selbstverständlich kann der Mikrocontroller auch eine beliebige andere Kommunikationsschnittstelle, insbesondere eine Busschnittstelle zu einem Installationsbus aufweisen. Insbesondere kann der Mikrocontroller in seinem Speicher ein oder mehrere Programme beinhalten, mit denen der zeitliche Verlauf der Signale S1 und S2 automatisch, parametergestützt analysiert wird und das aufgrund bestimmter, in dem Programm enthaltener Regeln und Entscheidungskriterien automatisch bewertet wird, ob das oder die Stromsignale S1, S2 einem Normalbetrieb zuzuordnen sind oder einem Kurzschlussfall, Überstromfall oder einem schnellen oder langsamen Fehlerstromfall. Das Ergebnis dieser automatischen Bewertung und Entscheidung wird ebenfalls über die Kommunikationsschnittstelle der Außenwelt zur Verfügung gestellt.

3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein erfindungsgemäßes System 400 zur Strommessung. Ein Schaltgerät 10a ist als Leitungsschutzschalter ausgebildet. Im strompfad 130 ist ein integrierter Stromsensor 310 angeordnet. Im gehäuseinnern ist außerdem ein Temperatursensor 39 angeordnet. Beide Sensoren sind mit einer Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 300 verbunden. Die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 300 umfasst elektronische Schaltungen zur Sensorsignalerfassung, -verarbeitung und -übertragung. Insbesondere umfasst die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 300 einen Mikrocontroller und eine bidirektionale Kommunikationsschnittstelle. Über eine Signalklemme 330 und eine Leitungsverbindung 40 steht die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit 300 mit einer Parametrier- und Ansteuerungseinheit 410 in Verbindung. Die Parametrier- und Ansteuerungseinheit 410 ist mit einem Buskoppler 420 verbunden, der die Verbindung zu einem Installationsbus 415 herstellt. Eine Melde- und Kontrolleinheit 430 ist ebenfalls mit dem Installationsbus 415 verbunden.

Die oben gezeigten Ausführungsbeispiele beschreiben die Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung nicht abschließend. Die Kombination aller denkbaren anderen Arten der Signalerfassung und -verarbeitung mit elektronischen Schaltungen und Mikrocontrollern oder Mikroprozessoren, sowie die dazu benötigten elektronischen Schaltungen, Mikrocontroller oder Mikroprozessoren selbst, sofern sie die Erfassung und Verarbeitung der Signale von dem oder den Stromsensoren 31, 120, 125, oder auch noch zusätzlich an weiteren Stellen im Schaltgerät angebrachter Stromsensoren von der Art der Stromsensoren 31, 120, 125 sowie möglicherweise noch zusätzlich angebrachter Temperatursensoren betrifft, ist im Gegenstand der vorliegenden Erfindung enthalten. Insbesondere können die elektronischen Schaltungen auch alle oder teilweise als separate Untergruppen aufgebaut und zusammengeschaltet sein. Es könnten auch der oder die Stromsensoren mit der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zusammen auf einem Chip integriert sein. Ebenso sind viele andere, erweiterte Möglichkeiten der Realisierung einer Installationsbusstruktur unter Einbindung des oder der Schaltgeräte möglich und denkbar.

Claims

Schaltgerät (10, 100), insbesondere Installationsschaltgerät, mit wenigstens einem Strompfad, der zwischen wenigstens einer Eingangsklemme und wenigstens einer Ausgangsklemme verläuft, und der an einer Kontaktstelle nach Auslösung durch wenigstens einen Auslöser durch ein Schaltschloss unterbrechbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (10) wenigstens einen Stromsensor zur Erfassung des Stromes durch wenigstens einen Strompfad sowie wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zur Ansteuerung des wenigstens einen Stromsensors und Auswertung des Stromsensorsignals umfasst.
Schaltgerät (10, 100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromsensor ein integrierter Stromsensor ist, der wenigstens zwei Magnetfeldsensoren zu beiden Seiten des zu überwachenden Strompfades umfasst.
Schaltgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zumindest teilweise als integrierte elektronische Schaltung auf einem Chip aufgebaut ist und analoge und/oder digitale Baugruppen enthält.
Schaltgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Baugruppen eine Kommunikationsschnittstelle ist.
Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommunikationsschnittstelle eine Busankopplungsschnittstelle an einen Installationsbus ist.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit einen Mikrocomputer oder Mikrocontrollerumfasst.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit ein ASIC -Baustein ist.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit parametrierbar ist.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Stromsensor und die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zusammen auf einem Chip integriert sind.
Schaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Strompfade auf dem Chip, auf dem der wenigstens eine Stromsensor und die wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zusammen integriert sind, angeordnet sind, so dass der Strom durch den Strompfad von dem im Chip integrierten Stromsensor erfassbar ist oder, im Falle mehrerer Strompfade, die Ströme durch die Strompfade von den mehreren in dem Chip integrierten Stromsensoren gleichzeitig erfassbar sind.
Schaltgerät nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Strompfade unterhalb oder oberhalb des Chips, auf dem der wenigstens eine Stromsensor und die wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit zusammen integriert sind, angeordnet sind, so dass der Strom durch den Strompfad von dem im Chip integrierten Stromsensor erfassbar ist oder, im Falle mehrerer Strompfade, die Ströme durch die Strompfade von den mehreren in dem Chip integrierten Stromsensoren gleichzeitig erfassbar sind.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgerät wenigstens einen Stromsensor zur Laststrommessung und wenigstens einen weiteren Stromsensor zur Differenzstrommessung umfasst.
Schaltgerät nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltgerät zusätzlich zu dem wenigstens einen Stromsensor noch wenigstens einen Temperatursensor umfasst.
System zur Strommessung in einem Schaltgerät, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät wenigstens einen Stromsensor und wenigstens eine Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit gemäß der Ansprüche 2 bis 13 umfasst, und dass wenigstens eine Parametrier- und Ansteuerungseinheit vorgesehen ist, die mit der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit verbunden ist, um von außen den oder die Stromsensoren zu parametrieren und die Sensordaten weiterzuverarbeiten.
System nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Parametrier- und Ansteuerungseinheit ein Funktionsbaustein eines Installationsbusses ist, dass diese über einen Buskoppler mit dem Installationsbus verbunden ist und dass eine Melde/Kontrolleinheit eine weitere Funktionseinheit des Installationsbusses ist.
Verfahren zur Strommessung in einem Schaltgerät gemäß den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit parametriert wird und die Strommesswerte entsprechend der Parametrierung in der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit vorverarbeitet werden und daß das Ergebnis der Vorverarbeitung der Strommesswerte angezeigt oder über eine Busschnittstelle nach außen übertragen wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Parametrierung bei Fertigung des Schaltgerätes vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Parametrierung nach dem Einbau des Schaltgerätes in die Installationsanlage vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Parametrierung als Fernparametrierung über einen Installationsbus vorgenommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Schaltgerät über einen Installationsbus zwischen Differenzstrom- und Laststrommessung umgeschaltet werden kann.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass in der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit das Strommesssignal gefiltert und/oder geglättet und/oder zeitverzögert weitergegeben wird.
Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sensoransteuerungs- und Auswerteeinheit der zeitliche Verlauf des Strommesswertes ermittelt und automatisch ausgewertet wird, und dass Ergebnisse der Auswertung über die Kommunikationsschnittstelle übertragen werden.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der zeitliche Verlauf des Strommesswertes ausgewertet wird hinsichtlich normaler Betriebsbedingungen und hinsichtlich des Vorliegens eines Kurzschlussstromes, eines Überstromes, eines schnellen oder langsamen Anstieges eines Fehlerstromes.