EP4646768A1 - Schutzschaltgerät und verfahren - Google Patents

Schutzschaltgerät und verfahren

Info

Publication number
EP4646768A1
EP4646768A1 EP24702254.4A EP24702254A EP4646768A1 EP 4646768 A1 EP4646768 A1 EP 4646768A1 EP 24702254 A EP24702254 A EP 24702254A EP 4646768 A1 EP4646768 A1 EP 4646768A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
switching device
low
unit
protective switching
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP24702254.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marvin TANNHÄUSER
Felix FREI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of EP4646768A1 publication Critical patent/EP4646768A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/08—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to excess current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/548—Electromechanical and static switch connected in series
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
    • H02H1/0061—Details of emergency protective circuit arrangements concerning transmission of signals
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/02—Details
    • H02H3/021—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/22—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for distribution gear, e.g. bus-bar systems; for switching devices

Definitions

  • the invention relates to the technical field of a protective switching device for a low-voltage circuit with an electronic interruption unit and a method for a protective switching device for a low-voltage circuit with an electronic interruption unit.
  • Low voltage refers to voltages of up to 1000 volts AC or up to 1500 volts DC. Low voltage refers in particular to voltages that are higher than extra-low voltage, with values of 50 volts AC or 120 volts DC.
  • a low-voltage circuit, network or system refers to circuits with nominal or rated currents of up to 125 amps, more specifically up to 63 amps.
  • a low-voltage circuit refers in particular to circuits with nominal or rated currents of up to 50 amps, 40 amps, 32 amps, 25 amps, 16 amps or 10 amps.
  • the current values mentioned refer in particular to nominal, rated and/or breaking currents, i.e. the maximum current that is normally carried through the circuit or at which the electrical circuit is usually interrupted, for example by a protective device such as a protective switching device, circuit breaker or power switch.
  • the nominal currents can be further staggered, from 0.5 A to 1 A, 2 A, 3 A, 4 A, 5 A, 6 A, 7 A, 8 A, 9 A, 10 A, etc. up to 16 A.
  • Circuit breakers have long been known as overcurrent protection devices that are used in electrical installation technology in low-voltage circuits. They protect cables from damage caused by heating as a result of excessive current and/or short circuits.
  • a circuit breaker can protect the circuit in the event of an overload and/or Short circuits are automatically switched off.
  • a circuit breaker is a safety element that does not reset automatically.
  • circuit breakers are designed for currents greater than 125 A, and sometimes even as low as 63 amps. Miniature circuit breakers are therefore simpler and more delicate in design. Miniature circuit breakers usually have a mounting option for mounting on a so-called top hat rail (support rail, DIN rail, TH35).
  • Circuit breakers are electromechanical in design. They have a mechanical switching contact or shunt release in a housing to interrupt (trip) the electrical current.
  • a bimetal protective element or bimetal element is usually used to trip (interrupt) the circuit in the event of a prolonged overcurrent (overcurrent protection) or thermal overload (overload protection).
  • An electromagnetic release with a coil is used for brief tripping when an overcurrent limit is exceeded or in the event of a short circuit (short-circuit protection).
  • One or more arc quenching chambers or devices for arc quenching are provided. There are also connection elements for conductors of the electrical circuit to be protected.
  • Protective switching devices with an electronic interruption unit are relatively new developments. They have a semiconductor-based electronic interruption unit. This means that the electrical current flow of the low-voltage circuit is guided via semiconductor components or semiconductor switches, which interrupt the electrical current flow or can be switched to conduct.
  • Protective switching devices with an electronic interruption unit also often have a mechanical isolating contact unit. in particular with isolating properties in accordance with relevant standards for low-voltage circuits, whereby the contacts of the mechanical isolating contact unit are connected in series with the electronic interruption unit, ie the current of the low-voltage circuit to be protected is conducted via both the mechanical isolating contact unit and the electronic interruption unit.
  • the present invention can be used for both low-voltage direct current circuits and low-voltage alternating current circuits.
  • the invention relates in particular to low-voltage alternating current circuits with an alternating voltage, usually with a time-dependent sinusoidal alternating voltage with the frequency f.
  • a harmonic alternating voltage can be represented by the rotation of a pointer whose length corresponds to the amplitude (U) of the voltage.
  • the instantaneous deflection is the projection of the pointer onto a coordinate system.
  • One oscillation period corresponds to a full rotation of the pointer and its full angle is 2n (2Pi) or 360°.
  • the angular frequency is the rate of change of the phase angle of this rotating pointer.
  • T period of the oscillation
  • the time-dependent value of the angular velocity w and the time t corresponds to the time-dependent angle cp ( t ) , which is also referred to as the phase angle cp ( t ).
  • the phase angle cp ( t ) periodically passes through the range O...2n or 0°...360°.
  • the object of the present invention is to improve a protective switching device of the type mentioned above, in particular to achieve greater flexibility or a new feature for the protective switching device.
  • a protective switching device for protecting an electrical low-voltage circuit, in particular Low voltage alternating current circuit comprising:
  • the mechanical isolating contact unit can be switched by opening at least one contact to prevent a current flow or closing the at least one contact for a current flow in the low-voltage circuit
  • the electronic interruption unit can be switched by semiconductor-based switching elements into a high-resistance state of the switching elements to prevent current flow or a low-resistance state of the switching elements to allow current flow in the low-voltage circuit
  • control unit which is connected to the current sensor unit, the mechanical isolating contact unit and the electronic interruption unit, whereby avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated when current and/or current time limit values are exceeded.
  • the protective switching device is designed in such a way that a high-resistance or low-resistance state of the electronic interruption unit can be signaled or is signaled by means of the signaling output (signaled or is signaled includes, among other things, the ability to transmit, Transferability, transmittability is meant; information about the status is transmitted).
  • the mechanical isolating contact unit is assigned to the load-side connection and the electronic interruption unit is assigned to the network-side connection.
  • the mechanical isolating contact unit can be operated by a mechanical handle in order to switch an opening of the at least one contact or a closing of the at least one contact.
  • two mains-side connections and at least one load-side connection are provided.
  • a mains-side phase conductor connection, a mains-side neutral conductor connection and a load-side phase conductor connection are provided.
  • two mains-side connections and two load-side connections In particular, a mains-side neutral conductor connection, a mains-side phase conductor connection, a load-side neutral conductor connection and a load-side phase conductor connection are provided.
  • phase and neutral conductors can be connected directly and, for example, additional neutral conductor rails can be omitted.
  • the signal output has a, in particular safe, galvanic isolation.
  • Safe galvanic isolation can be achieved, for example, by means of an optocoupler or relay. Alternatively, by inductive or capacitive galvanic isolation.
  • This has the particular advantage that the signal output can be used universally without any potential and that there is safe galvanic isolation from the phase conductors (or the control unit).
  • mains voltage e.g. 230 V (AC)
  • this galvanic isolation enables safe use of the signal output.
  • this provides protection against electric shock or so-called "voltage carryover" to a connected electrical line and the devices connected to it. In the case of voltage carryover, an electrical potential is unintentionally transferred to an electrical line or another device.
  • the signal output also signals an open or closed state of at least one contact of the mechanical isolating contact unit.
  • the signal output is accessible from the housing.
  • the signal output has several connection terminals, in particular two or three connection terminals, the connection terminals being connected internally to at least one optocoupler/to the output side of the optocoupler.
  • the input side of the optocoupler is connected, for example, to the control unit, which emits a corresponding signal.
  • the connection terminals or additional connection terminals are connected to, in particular, a potential-free relay contact.
  • a display unit connected to the control unit which has visible display means on the protective switching device for displaying the high-resistance or low-resistance state of the electronic interruption unit.
  • the protective switching device is designed such that the signaling output is configurable. More specifically, the signaling output signals not only a high-resistance or low-resistance state of the electronic interruption unit or, alternatively, also: a) the presence of an (electrical) fault on the load-side connection and/or b) the presence of a fault within the protective switching device.
  • An (electrical) fault includes, among others:
  • An error within the protective switching device may include:
  • the signaling output can also provide an indication of a device status (ON or OFF or Ready (Standby)).
  • the signal output can also display a configured warning such as:
  • the protective switching device is designed in such a way that an (electrical) fault on the load-side connection: a) a short circuit (of the consumer / of the (external) conductors of the low-voltage circuit connected to the protective switching device) or/and b) an overload (of the consumer / of the (external) conductors of the low-voltage circuit connected to the protective switching device) device connected (external) conductor of the low-voltage circuit).
  • a c) earth fault current is .
  • a defect in a component of a unit of the protective switching device can, for example, be an (internally) detected defect in the electronic interruption unit. This can be determined, for example, by briefly switching the device on and off or switching it off and on while simultaneously measuring electrical quantities such as current and voltage.
  • An error can be, for example, if the voltage falls below an (internal) threshold value, for example if the voltage (effective value) at the mains-side connections (or at the power supply of the protective switching device / power supply unit) is so low that the proper functioning of the protective switching device can no longer be ensured.
  • this signal output provides a wired communication interface (in particular a two-pole / two-wire wired communication interface), so that a virtually delay-free Signaling is provided by the signal output (latency-free).
  • a virtually delay-free Signaling is provided by the signal output (latency-free).
  • quasi delay-free is direct signaling (signal contact closed/open or low-resistance/high-resistance), ie without overhead-related information processing, as occurs in principle with LAN/WLAN connections, for example, through communication protocols that use e.g. MAC addresses, TCP/IP communication or OSI communication.
  • the signal output can thus be adapted and used for various functions.
  • the protective switching device is designed such that the signaling output can assume two switching states (switching states), which can also be output as a (switching) sequence, so that several items of information can be output via the signaling output, which in particular has two poles/two connection terminals.
  • a permanent logical one level typically means that the signal output is at 12 volts or 5 volts (or other typical signal voltages) or is high-impedance) signals that the protective switching device is in the ready (standby) or off (OFF) state. If the signal levels change, for example at a frequency of 0.5 Hz, this can signal an error. In this case, a device status is no longer signaled, but rather that there is an external error / error on the load-side connection or an error within the protective switching device.
  • checking functions on the circuit breaker side which a) switch the electronic interruption unit in the high-resistance state to the low-resistance state for a first period of time or (and) b) switch the electronic interruption unit in the low-resistance state to the high-resistance state for a second period of time are not signaled by the signaling output.
  • the checking functions can be carried out regularly or irregularly.
  • the checking functions cause, among other things, a short-term change in state of the electronic interruption unit, i.e. a short-term low-resistance or high-resistance of the electronic interruption unit.
  • the checking functions are intended to ensure the functional reliability of the protective switching device, in particular during (regular) operation of the protective switching device.
  • the method for a protective switching device for protecting a low-voltage electrical circuit with:
  • the mechanical isolating contact unit can be switched by opening contacts to prevent current flow or closing contacts to allow current flow in the low-voltage circuit
  • the signal output can assume (at least) two states, which can in particular also be output as a switching sequence, so that several pieces of information can be provided via the signal output, in particular one with two poles/two connection terminals.
  • Figure 1 shows a first representation of a protective switching device
  • Figure 2 shows a second representation of a protective switching device
  • Figure 3 shows a representation of a signal output
  • Figure 4 shows a representation of a functional grouping
  • Figure 6 a first representation of switching states over time
  • Figure 7 shows a representation of a status signal function
  • Figure 8 shows a second representation of switching states over time.
  • Figure 1 shows a representation of a protective switching device SG for protecting an electrical low-voltage circuit, in particular a low-voltage alternating current circuit, with a housing GEH, comprising:
  • the load-side connection points APNL, APLL are connected to the load-side neutral and phase conductor connections NL, LL, so that the contacts KKN, KKL can be opened to prevent a current flow or the contacts can be closed to allow a current flow in the low-voltage circuit.
  • the mechanical isolating contact unit can also be designed as a single-pole mechanical isolating contact unit, i.e. with one contact, whereby the contact KKL is preferably arranged in the phase conductor L. A neutral conductor N running through the protective switching device SG is then not provided.
  • an electronic interruption unit EU in particular a single-pole one (which in the case of a single-pole version is arranged in particular in the phase conductor L) with a mains-side connection point EUG, which is in electrical connection with the mains-side phase conductor connection LG. connection, and a load-side connection point EUL, which is electrically connected to the network-side connection point APLG of the mechanical isolating contact unit MK, wherein the electronic interruption unit has a high-resistance state of the switching elements to prevent a current flow or a low-resistance state of the switching elements for current flow in the low-voltage circuit by means of semiconductor-based switching elements,
  • control unit SE which is connected to the current sensor unit SI, the mechanical isolating contact unit MK and the electronic interruption unit EU, whereby avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated when current and/or current time limit values are exceeded.
  • the protective switching device SG is designed in such a way that a signaling output SO is provided which is accessible on the housing GEH of the protective switching device SG.
  • the signaling output SO is connected in particular to the control unit SE.
  • the protective switching device is designed in such a way that the signaling output SO signals a high-resistance or low-resistance state of the electronic interruption unit EU.
  • a first voltage sensor unit SUA connected to the control unit SE can be provided, which determines the level of the voltage, in particular instantaneous values of the level of the voltage, of the low-voltage circuit, in particular at the mains-side connections LG, NG, especially between the mains-side neutral conductor connection NG and the mains-side phase conductor connection LG.
  • the mechanical isolating contact unit MK and the electronic interruption unit EU form a series connection.
  • the series connection is connected on the one hand to the at least one mains-side contact and on the other hand to the at least one load-side connection.
  • the mechanical isolating contact unit MK can advantageously be assigned to the load-side connection and the electronic interruption unit EU to the mains-side connection, as shown in Figure 1.
  • the mechanical isolating contact unit MK can be operated by a mechanical handle HH to switch the contacts open or close, as with a classic circuit breaker or miniature circuit breaker (MCB).
  • a mechanical handle HH to switch the contacts open or close, as with a classic circuit breaker or miniature circuit breaker (MCB).
  • the control unit SE can have a microcontroller MP (microcontroller unit) (as shown in Figure 2).
  • MP microcontroller unit
  • a second voltage sensor unit SUB connected to the control unit SE can be provided, which determines the level of the voltage between the mains-side connection point EUG and the load-side connection point EUL of the electronic interruption unit EU.
  • a measuring impedance ZM can be connected between the mains-side connection points APLG, APNG of the mechanical isolating contact unit MK.
  • the measuring impedance ZM can be, for example, an electrical resistor and/or capacitor.
  • the measuring impedance can also be an inductance.
  • the measuring impedance can be a series connection or parallel connection of a resistor and/or capacitor and/or inductance.
  • the electronic interruption unit EU is designed as a single-pole unit, in the example in the phase conductor.
  • the mains-side connection point APNG for the neutral conductor of the mechanical isolating contact unit MK is connected to the mains-side neutral conductor connection NG of the housing GEH.
  • this connection can be omitted, as can the neutral conductor contact KKN of the mechanical isolating contact unit.
  • the protective switching device SG is advantageously designed such that the contacts of the mechanical isolating contact unit MK can be opened but not closed by the control unit SE, which is indicated by an arrow from the control unit SE to the mechanical isolating contact unit MK.
  • the mechanical isolating contact unit MK can be operated by a mechanical handle HH on the protective switching device SG in order to switch a manual opening or closing of the contacts KKL, KKN.
  • the mechanical handle HH indicates (specifically through a mechanical connection between contacts and handle) the switching state (open or closed) of the contacts of the mechanical isolating contact unit MK on the protective switching device.
  • the mechanical isolating contact unit MK is advantageously designed in such a way that (manual) closing of the contacts by the mechanical handle is only possible after an enable, in particular an enable signal. This is also indicated by the arrow from the control unit SE to the mechanical isolating contact unit MK. This means that the contacts KKL, KKN of the mechanical isolating contact unit MK can only be closed by the handle HH when the enable or the enable signal is present (from the control unit). Without the enable or the enable signal, the handle HH can be operated, but the contacts cannot be closed ("permanent slipping").
  • the protective switching device SG has a power supply NT, for example a power pack.
  • the power supply NT is provided for the control unit SE, which is indicated by a connection between the power supply NT and the control unit SE in Figure 1.
  • the power supply NT is (on the other hand) connected to the mains-side neutral conductor connection NG and the mains-side phase conductor connection LG.
  • the connection to the mains-side neutral conductor connection NG (or/and phase conductor connection LG) can be
  • a fuse SS in particular a melting fuse, and/or a switch can be provided.
  • the energy supply is provided by an external energy source / additional connections.
  • the low-voltage circuit can be a three-phase alternating current circuit with a neutral conductor and three phase conductors.
  • the protective switching device can be designed as a three-phase variant for this purpose and can, for example, have additional mains-side and load-side phase conductor connections.
  • Electronic interruption units and current sensor units (if necessary, additional first voltage sensor units) according to the invention are provided in an analogous manner between the additional mains-side and load-side phase conductor connections. The same applies to contacts of the mechanical isolating contact unit.
  • the status of one, two or all three electronic interruption units can then be communicated using the signal output.
  • the device status (ON / OFF / Ready / Standby) of the protective switching device In this case, the status of all electronic interruption units is taken into account together in the signal at the signal output.
  • High resistance means a state in which only a current of negligible magnitude flows.
  • high resistance means resistance values of greater than 1 kiloohm, preferably greater than 10 kiloohms, 100 kiloohms, 1 megaohm, 10 megaohms, 100 megaohms, 1 gigaohm or greater.
  • Low resistance means a condition in which the current value indicated on the protective switching device could flow.
  • low resistance means resistance values that are less than 10 ohms, preferably less than 1 ohm, 100 milliohms, 10 milliohms, 1 milliohm or less.
  • the mechanical isolating contact unit MK can interrupt single-pole. This means that only one conductor (of the two/several) conductors, in particular the active conductor or phase conductor, is interrupted, i.e. it has a mechanical contact. The neutral conductor is then contact-free, i.e. the neutral conductor is directly connected.
  • phase conductors have mechanical contacts of the mechanical isolating contact unit.
  • neutral conductor is directly connected.
  • the neutral conductor also has mechanical contacts, as shown in Figure 1.
  • the mechanical isolating contact unit MK refers in particular to a (standard-compliant) isolating function, implemented by the isolating contact unit MK.
  • the isolating function means the following points: -minimum air gap in accordance with the standard (minimum distance between the contacts), -contact position indicator of the contacts of the mechanical isolating contact unit, -free tripping, i.e. an actuation to interrupt the contacts of the mechanical isolating contact unit by the handle or control unit is always possible, so that no (permanent) blocking of the contacts in the closed state by the handle is possible.
  • the minimum air gap between the contacts of the isolating contact unit is essentially voltage dependent. Other parameters are the degree of contamination, the type of field (homogeneous, inhomogeneous), and the air pressure or altitude above sea level.
  • the DIN EN 60947 or IEC 60947 series of standards is particularly relevant for the isolating function and its properties, to which reference is made here by reference.
  • the isolating contact unit is advantageously characterized by a minimum clearance of the open isolating contacts in the position (open position, open contacts) depending on the rated impulse withstand voltage and the degree of pollution.
  • the minimum clearance is in particular between (at least) 0.01 mm and 14 mm.
  • the minimum clearance is advantageously between 0.01 mm at 0.33 kV and 14 mm at 12 kV, in particular for degree of pollution 1 and in particular for inhomogeneous fields.
  • the minimum air distance can have the following values:
  • the pollution levels and field types correspond to those defined in the standards. This makes it advantageous to achieve a standard-compliant protective switching device dimensioned according to the rated impulse withstand voltage.
  • Relay contact meant .
  • FIG. 1 shows an illustration according to Figure 1, wherein further or different units are shown.
  • the power supply NT is part of the control unit SE. Furthermore, a (particularly wireless) communication unit COM is provided, which is connected to the control unit SE or is part of it.
  • a display unit AE is provided.
  • the display unit AE can be designed as a combined display and input unit.
  • the display unit AE (display and input unit) is connected to the control unit SE. a part of this .
  • the display unit has visible display means on the protective switching device, in particular for displaying the high-resistance or low-resistance state of the electronic interruption unit EU .
  • the electronic interruption unit EU is, as shown in Figure 2, part of the control unit SE.
  • control unit SE can have a microcontroller MP (microcontroller unit).
  • the microcontroller can have various functions or routines/procedures, such as a configuration function KE, a status signal function SS, an error status function FS and a device status function DS.
  • a position sensor unit PD can be provided, which signals the position of the contacts of the mechanical isolating contact unit (open, closed).
  • the position sensor unit PD is advantageously connected to the control unit SE.
  • the protective switching device SG works in principle in such a way that when the contacts of the mechanical isolating contact unit and low-resistance interruption unit are closed and
  • the electronic interruption unit EU becomes high-resistance and the mechanical isolating contact unit MK remains closed, or/and
  • An external control or display unit ECU or management system can be connected to the signal output SO, as shown in Figure 2.
  • Figure 3 shows the basic structure of a galvanically isolated signal output SO in connection with an external control unit ECU.
  • FIG. 4 shows a further embodiment of the invention, a functional grouping for the microcontroller MP .
  • the microcontroller MP has a connection to the signal output SO, to which the internal message signal MS I is fed. This comes from the status signal function SS.
  • the status signal function SS receives information from the error status function FS and the device status function DS.
  • the configuration function KF can be used to specify or configure which information is signaled and how.
  • Test functions on the circuit breaker side which a) switch the electronic interruption unit in the high-resistance state to the low-resistance state for a first period of time or (and) b) switch the electronic interruption unit in the low-resistance state to the high-resistance state for a second period of time are not signalled by the signalling output SO.
  • These short switching operations can be used, for example, to test the electronic interruption unit, in particular its semiconductor-based switching elements, or to check the functionality of the current sensor unit.
  • These short switching operations are prioritized by the control unit SE in such a way that they are not signaled by the signal output SO. This means that the internal signal MS I does not signal this. For example, only the "regular" state of the electronic interruption unit or the state of the protective switching device derived from it is signaled, without the short switching operations of the (internal) checking functions on the protective switching device side.
  • this can also be applied to external protection functions where, for example, load or line parameters are determined by brief switching operations of the electronic interruption unit.
  • Figure 5 shows an example of the reporting of states of the protective switching device SG using the signal output SO.
  • the protective switching device can essentially assume three states due to the electronic interruption unit EU and the mechanical isolating contact unit MK:
  • a physical-static information status signal in the form of a one 1 or zero 0 ⁇ 1 ; 0 ⁇ can be communicated using the signal output SO.
  • the signal output SO in the upper illustration of Figure 5: -Off state OFF - for example switching state zero 0 -On state ON and ready standby - for example switching state one 1 (classic, similar to a circuit breaker)
  • -Status Ready Standby for example a sequence of switching states zero 0 and one 1, where the duration of zero and one are the same length. I.e. 50 percent 50%.
  • Figure 7 shows the status signal function SS, which receives the status On ON, Ready Standby, Off OFF, Error status 1 FS 1, Error status 2 FS2, Device warning 1 DW1.
  • the error status FS 1 or FS2 can be, for example: -Short circuit condition KS reached -Overcurrent condition US reached -Fault current condition reached -Overvoltage condition reached -Undervoltage condition reached
  • the device warning 1 DW1 can be, for example: -Over temperature condition reached -Self-test of the protective switching device negative
  • Figure 8 shows a representation according to Figure 6, with the difference that further sequences for signaling are shown, which are characterized by certain pulse-pause ratios PPV between zero and one signal or zero and one level.
  • Figure 7 shows a further switching state/sequence 25 percent 25% in which the one signal is 25 percent of a time unit and the zero signal is 75 percent of the time unit, as shown in Figure 8.
  • This sequence is linked to, for example, a fault status 1 FS 1 which signals, for example, the reaching of a short-circuit condition KS of the conductors of the low-voltage circuit, for example more specifically at the load-side connections.
  • a short-circuit condition can be the exceeding of the level of the current above a (previously determined/set) short-circuit current value.
  • Figure 7 shows another switching state/sequence 75 percent 75%, in which the one signal is 75 percent of the time unit and the zero signal is 25 percent of the time unit, as shown in Figure 8.
  • a fault status 2 FS 2 is linked to the sequence, which signals, for example, the reaching of an overcurrent condition US of the conductors of the low-voltage circuit, for example more specifically at the load-side connections.
  • an overcurrent condition can be the exceeding of a current threshold value (effective value or instantaneous threshold value).
  • the signal output SO has, for example, two (static) switching states, which can be output quasi-statically or as an alternating sequence of states, i.e. (switching) sequence, depending on the information to be signaled.
  • a (switching) sequence with a specific pulse-pause ratio PPV can be output, so that more than two pieces of information can be signaled (output).
  • a mechanical isolating contact unit is used in combination with an electronic interruption unit (electronic switch).
  • a programmable microcontroller is also used to carry out the protective switching functions. If necessary, other device functions.
  • Such a new protective switching device can carry out many functions, protect against various faults and assume several states. According to the invention, this should be made communicable or signalable using a (parameterizable) signaling contact.
  • the protective switching device carries out various protective functions, such as short-circuit protection, overload protection, residual current protection (RCD, additional residual current measurement not shown), protection against overvoltage, undervoltage or overtemperature (additional temperature measurement, not shown).
  • a handle for opening and closing the isolating contact unit
  • a detection of the Handle (or rather the isolating contact) - position sensor unit a current measurement, a voltage measurement and a power supply are present, for example.
  • a signal output (signaling contact), in particular a galvanically isolated one, is provided.
  • This signal output can be constructed like a potential-free switch that is controlled via the control unit or the microcontroller. Via this signal output (signaling contact), the protective switching device can provide information about the switching state of the device, in particular the electronic interruption unit, in a simple digital form (0, 1).
  • the galvanically isolated signal output can be implemented using an optocoupler with appropriate galvanic isolation, for example.
  • An external (remote) control unit ECU can query the switching state of the signal output (switching state at the output of the optocoupler) using a current or voltage source, for example.
  • the signal output can signal several pieces of information.
  • the Ready state can also be used.
  • an error status or a (device) warning from the protective switching device can also be signaled (sent) via the signal output.
  • the information is available in the MP microcontroller. Depending on the (set) configuration, the desired information can be provided, and the type of information provided (status, sequence) can also be configured.
  • the sequences can be set or varied in terms of the pulse-pause ratio PPV (duty cycle) as well as in terms of the frequency and signal sequence.
  • PPV pulse-pause ratio
  • a simple signaling output (signaling contact) integrated in the protective switching device is advantageously provided, which can be used and configured for various information, such as device states.
  • the signaling output can advantageously be configured in such a way that, in particular, error states on the load-side connection can be signaled (communicated) using definable sequences.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Schutzschaltgerät (SG) zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises mit: - einer mechanischen Trennkontakteinheit (MK), die in Serie mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) geschaltet ist, wobei die Serienschaltung einerseits mit mindestens einem netzseitigen und andererseits mit mindestens einem lastseitigen Anschluss verbunden ist, - dass die mechanische Trennkontakteinheit (MK) durch ein Öffnen von Kontakten zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis geschaltet werden kann, - dass die elektronische Unterbrechungseinheit (EU) durch halbleiterbasierte Schaltelemente in einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis geschaltet werden kann, - dass die Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises ermittelt wird und bei Überschreitung von Strom- oder/und Strom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird, - dass eine Signalisierung eines hochohmigen oder niederohmigen Zustandes der elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) über einen Meldeausgang (SO) erfolgt.

Description

Beschreibung
Schutzschaltgerät und Verfahren
Die Erfindung betri f ft das technische Gebiet eines Schutz- schaltgerätes für einen Niederspannungsstromkreis mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit und ein Verfahren für ein Schutzschaltgerät für einen Niederspannungsstromkreis mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit .
Mit Niederspannung sind Spannungen von bis zu 1000 Volt Wechselspannung oder bis zu 1500 Volt Gleichspannung gemeint . Mit Niederspannung sind insbesondere Spannungen gemeint , die größer als die Kleinspannung, mit Werten von 50 Volt Wechselspannung bzw . 120 Volt Gleichspannung, sind .
Mit Niederspannungsstromkreis bzw . -netz oder -anlage sind Stromkreise mit Nennströmen bzw . Bemessungsströmen von bis zu 125 Ampere , spezi fischer bis zu 63 Ampere gemeint . Mit Niederspannungsstromkreis sind insbesondere Stromkreise mit Nennströmen bzw . Bemessungsströmen von bis zu 50 Ampere , 40 Ampere , 32 Ampere , 25 Ampere , 16 Ampere oder 10 Ampere gemeint . Mit den genannten Stromwerten sind insbesondere Nenn- , Bemessungs- oder/und Abschaltströme gemeint , d . h . der Strom, der im Normal fall maximal über den Stromkreis geführt wird bzw . bei denen der elektrische Stromkreis üblicherweise unterbrochen wird, beispielsweise durch eine Schutzeinrichtung, wie ein Schutzschaltgerät , Leitungsschutzschalter oder Leistungsschalter . Die Nennströme können sich weiter staf feln, von 0 , 5 A über 1 A, 2 A, 3 A, 4 A, 5 A, 6 A, 7 A, 8 A, 9 A, 10 A, usw . bis 16 A.
Leitungsschutzschalter sind seit langem bekannte Uberstrom- schut zeinrichtungen, die in der Elektroinstallationstechnik in Niederspannungsstromkreisen eingesetzt werden . Diese schützen Leitungen vor Beschädigung durch Erwärmung infolge zu hohen Stromes und/oder Kurzschluss . Ein Leitungsschutzschalter kann den Stromkreis bei Überlast und/oder Kurzschluss selbsttätig abschalten . Ein Leitungsschutzschalter ist ein nicht selbsttätig zurückstellendes Sicherungselement .
Leistungsschalter sind, im Gegensatz zu Leitungsschutzschaltern, für Ströme größer als 125 A vorgesehen, teilweise auch schon ab 63 Ampere . Leitungsschutzschalter sind deshalb einfacher und filigraner auf gebaut . Leitungsschutzschalter weisen üblicherweise eine Befestigungsmöglichkeit zur Befestigung auf einer so genannten Hutschiene ( Tragschiene , DIN- Schiene , TH35 ) auf .
Leitungsschutzschalter sind elektromechanisch auf gebaut . In einem Gehäuse weisen sie einen mechanischen Schaltkontakt bzw . Arbeitsstromauslöser zur Unterbrechung (Auslösung) des elektrischen Stromes auf . Üblicherweise wird ein Bimetall- Schutzelement bzw . Bimetall-Element zur Auslösung (Unterbrechung) bei länger anhaltenden Überström (Überstromschutz ) respektive bei thermischer Überlast (Überlastschut z ) eingesetzt . Ein elektromagnetischer Auslöser mit einer Spule wird zur kurz zeitigen Auslösung bei Überschreiten eines Uberstrom- grenzwerts bzw . im Falle eines Kurzschlusses (Kurzschlussschutz ) eingesetzt . Eine oder mehrere Lichtbogenlöschkammer (n) bzw . Einrichtungen zur Lichtbogenlöschung sind vorgesehen . Ferner Anschlusselemente für Leiter des zu schützenden elektrischen Stromkreises .
Schutzschaltgeräte mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit sind relativ neuartige Entwicklungen . Diese weisen eine halbleiterbasierte elektronische Unterbrechungseinheit auf . D . h . der elektrische Stromfluss des Niederspannungsstromkreises wird über Halbleiterbauelemente respektive Halbleiterschalter geführt , die den elektrischen Stromfluss unterbrechen bzw . leitfähig geschaltet werden können . Schutzschaltgeräte mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit weisen ferner häufig eine mechanische Trennkontakteinheit auf , insbesondere mit Trennereigenschaften gemäß einschlägigem Normen für Niederspannungsstromkreise, wobei die Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit in Serie zur elektronischen Unterbrechungseinheit geschaltet sind, d.h. der Strom des zu schützenden Niederspannungsstromkreises wird sowohl über die mechanische Trennkontakteinheit als auch über die elektronische Unterbrechungseinheit geführt.
Die vorliegende Erfindung ist sowohl für Niederspannungsgleichstromkreise als auch für Niederspannungswechselspannungsstromkreise einsetzbar. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Niederspannungswechselstromkreise, mit einer Wechselspannung, üblicherweise mit einer zeitabhängigen sinusförmigen Wechselspannung mit der Frequenz f. Die zeitliche Abhängigkeit des momentanen Spannungswertes u(t) der Wechselspannung ist durch die Gleichung: u(t) = U * sin (2n * f * t) beschrieben. Wobei: u(t) = momentaner Spannungswert zu der Zeit t
U = Amplitude der Spannung
Eine harmonische Wechselspannung lässt sich durch die Rotation eines Zeigers darstellen, dessen Länge der Amplitude (U) der Spannung entspricht. Die Momentanauslenkung ist dabei die Projektion des Zeigers auf ein Koordinatensystem. Eine Schwingungsperiode entspricht einer vollen Umdrehung des Zeigers und dessen Vollwinkel beträgt 2n (2Pi) bzw. 360°. Die Kreisfrequenz ist die Änderungsrate des Phasenwinkels dieses rotierenden Zeigers. Die Kreisfrequenz einer harmonischen Schwingung beträgt immer das 2n-fache ihrer Frequenz, d.h. : w = 2n*f = 2n/T = Kreisfrequenz der Wechselspannung (T = Periodendauer der Schwingung) Häufig wird die Angabe der Kreisfrequenz (w) gegenüber der Frequenz (f) bevorzugt, da sich viele Formeln der Schwingungslehre aufgrund des Auftretens trigonometrischer Funktionen, deren Periode per Definition 2n ist, mit Hilfe der Kreisfrequenz kompakter darstellen lassen: u ( t ) = U * sin (wt)
Im Falle zeitlich nicht konstanter Kreisfrequenzen wird auch der Begriff momentane Kreisfrequenz verwendet.
Bei einer sinusförmigen, insbesondere zeitlich konstanten, Wechselspannung entspricht der zeitabhängige Wert aus der Winkelgeschwindigkeit w und der Zeit t dem zeitabhängigen Winkel cp ( t ) , der auch als Phasenwinkel cp ( t ) bezeichnet wird. D.h. der Phasenwinkel cp ( t ) durchläuft periodisch den Bereich O...2n bzw. 0°...360°. D.h. der Phasenwinkel nimmt periodisch einen Wert zwischen 0 und 2n bzw. 0° und 360° an (cp = n* (0...2n) bzw. cp = n* ( 0 °...360 ° ) , wegen Periodizität; verkürzt: cp = O...2n bzw. cp = 0°...360° ) .
Mit momentanem Spannungswert u(t) ist folglich der momentane Wert der Spannung zum Zeitpunkt t, d.h. bei einer sinusförmigen (periodischen) Wechselspannung der Wert der Spannung zum Phasenwinkel cp gemeint (cp = O...2n bzw. cp = 0°...360°, der jeweiligen Periode) .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schutzschaltgerät eingangs genannter Art zu verbessern, insbesondere eine höhere Flexibilität bzw. ein neues Merkmal für das Schutzschaltgerät zu erreichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Schutzschaltgeräte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 13 gelöst.
Erfindungsgemäß wird ein Schutzschaltgerät zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises, insbesondere Niederspannungswechselstromkreises , vorgeschlagen, aufweisend :
- ein Gehäuse mit mindestens einem netzseitigen Anschluss und mindestens einem lastseitigen Anschluss , beide für an das Schutzschaltgerät anzuschließende Leiter des Niederspannungsstromkreises ,
- eine mechanische Trennkontakteinheit , die in Serie mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit geschaltet ist , wobei die Serienschaltung einerseits mit dem mindestens einem netzseitigen und andererseits mit dem mindestens einem lastseitigen Anschluss verbunden ist ,
- dass die mechanische Trennkontakteinheit durch ein Öf fnen mindestens eines Kontaktes zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen des mindestens einen Kontaktes für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist ,
- dass die elektronische Unterbrechungseinheit durch halbleiterbasierte Schaltelemente in einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist ,
- einer Stromsensoreinheit , zur Ermittlung der Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises ,
- einer Steuerungseinheit , die mit der Stromsensoreinheit , der mechanischen Trennkontakteinheit und der elektronischen Unterbrechungseinheit verbunden ist , wobei bei Überschreitung von Strom- oder/und Strom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird .
Erfindungsgemäß ist am Schutzschaltgerät ein Meldeausgang vorgesehen . Der Meldeausgang ist insbesondere am Gehäuse des Schutzschaltgerätes zugänglich . Der Meldeausgang ist insbesondere mit der Steuerungseinheit verbunden .
Das Schutzschaltgerät ist derart ausgestaltet , dass mittels des Meldeausganges ein hochohmiger oder niederohmiger Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit signalisierbar ist bzw . signalisiert wird (mit signalisierbar bzw . signalisiert wird ist unter anderem eine Ubermittelbarkeit , Übertragbarkeit , Aussendbarkeit gemeint ; es erfolgt eine Informationsübermittlung des Zustandes ) .
Dies hat den Vorteil , dass ein im bzw . am Schutzschaltgerät integrierter Meldeausgang vorgesehen ist , mit dem expli zit der Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit signalisierbar ist , ohne weitere Modi fikationen bzw . Anbauten am Schutzschaltgerät respektive ohne ein externes Zusatzgerät . So wird Platz bzw . Bauraum in einem Verteilerkasten einer Elektroverteilung gespart .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und im Aus führungsbeispiel angegeben .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die mechanische Trennkontakteinheit dem lastseitigen Anschluss und die elektronische Unterbrechungseinheit dem netzseitigen Anschluss zugeordnet ist . Insbesondere ist die mechanische Trennkontakteinheit durch eine mechanische Handhabe bedienbar, um ein Öf fnen des mindestens einen Kontaktes oder ein Schließen des mindestens einen Kontaktes zu schalten .
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine Struktur für ein Schutzschaltgerät gegeben ist , bei der eine Funktions fähigkeit des Schutzschaltgerätes auch bei geöf fneten Kontakten der mechanischen Trennkontakteinheit gegeben ist .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei netzseitige Anschlüsse und mindestens ein lastseitiger Anschluss vorgesehen . Insbesondere sind ein netzseitiger Phasenleiteranschluss , ein netzseitiger Neutralleiteranschluss und ein lastseitiger Phasenleiteranschluss vorgesehen .
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine Struktur für ein Schutzschaltgerät gegeben ist , bei der einerseits eine Energieversorgung des Schutzschaltgerätes gegeben ist und andererseits ein platzsparender Aufbau durch nur einen geschalteten Pol ermöglicht wird .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind zwei netzseitige Anschlüsse und zwei lastseitige Anschlüsse vorgesehen . Insbesondere sind ein netzseitiger Neutralleiteranschluss , ein netzseitiger Phasenleiteranschluss , ein lastseitiger Neutralleiteranschluss und ein lastseitiger Phasenleiteranschluss vorgesehen .
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine Struktur für ein zweipoliges Schutzschaltgerät gegeben ist , so dass Phasen- und Neutralleiter direkt angeschlossen werden können und beispielsweise weitere Neutralleiterschienen entfallen können .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Meldeausgang eine , insbesondere sichere , galvanische Trennung auf .
Eine sichere galvanische Trennung kann beispielsweise mittels eines Optokopplers oder Relais realisiert werden . Alternativ durch eine induktive oder kapazitive galvanische Trennung . Dies hat den besonderen Vorteil , dass der Meldeausgang poten- tial frei universell genutzt werden kann bzw . eine sichere galvanische Trennung zu den Phasenleitern (bzw . zur Steuerungseinheit ) gegeben ist . Da die Phasenleiter (bzw . die Steuerungseinheit ) im Betrieb auf Netzspannung ( z . B . 230 V (AC ) ) liegen, ermöglicht diese galvanische Trennung eine sichere Verwendung des Meldeausgang . Insbesondere ermöglicht dies den Schutz vor einem elektrischen Schlag oder einer sogenannten „Spannungsverschleppung" auf eine angeschlossene elektrische Leitung und die dort angeschlossenen Geräte . Bei einer Spannungsverschleppung wird ungewollt ein elektrisches Potential auf eine elektrische Leitung oder ein anderes Gerät übertragen .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung signalisiert der Meldeausgang auch einen geöf fneten oder geschlossenen Zustand des mindestens einen Kontaktes der mechanischen Trennkontakteinheit .
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine weitere Flexibilität und Funktionserweiterung des Schutzschaltgerätes gegeben ist . In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Meldeausgang gehäuseseitig zugänglich . Insbesondere weist der Meldeausgang mehrere Anschlussklemmen auf , insbesondere zwei oder drei Anschlussklemmen, wobei die Anschlussklemmen schutzschaltgeräteintern mit mindestens einem Optokoppler / mit der Ausgangsseite des Optokopplers , verbunden sind . Die Eingangsseite des Optokopplers ist z . B . mit der Steuerungseinheit verbunden, die ein entsprechendes Signal abgibt . Alternativ sind die Anschlussklemmen oder zusätzlich sind weitere Anschlussklemmen mit , insbesondere einem potential- freiem, Relaiskontakt verbunden .
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine einfache Möglichkeit für einen potential f reien Anschluss des Meldeausgangs gegeben ist .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit der Steuerungseinheit verbundene Anzeigeeinheit vorgesehen, die am Schutzschaltgerät sichtbare Anzeigemittel aufweist , zur Anzeige des hochohmigen oder niederohmigen Zustandes der elektronischen Unterbrechungseinheit .
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine Visualisierung des Zustandes der elektronischen Unterbrechungseinheit gegeben ist .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet , dass der Meldeausgang konfigurierbar ist . Spezieller, dass der Meldeausgang neben der Signalisierung eines hochohmigen oder niederohmigen Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit oder alternativ dazu auch : a) das Vorliegen eines ( elektrischen) Fehlers am lastseitigen Anschluss oder/und b) das Vorliegen eines schutzschaltgerätinternen Fehlers signalisiert .
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine weitere Flexibilität und Funktionserweiterung des Schutzschaltgerätes gegeben ist . Mit ( elektrischer ) Fehler ist unter anderem ein :
- Kurzschluss
- Überlast/Überstrom
- Fehlerstrom
- Serieller Lichtbogen
( j e nach Ausgestaltung oder/und Konfiguration des Schutz- schaltgerätes ) gemeint .
Mit schut zschaltgerätinternem Fehler ist unter anderem ein :
- Defekt in der elektronischen Unterbrechungseinheit
- Defekt in der Stromsensoreinheit oder Spannungssensoreinheit
- Defekt in elektronischen Komponenten außerhalb der Steuerungseinheit gemeint .
Zusätzlich kann der Meldeausgang neben der Signalisierung eines hochohmigen oder niederohmigen Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit oder alternativ dazu auch : eine Anzeige eines Gerätestatus (Ein ( ON) oder Aus ( OFF) oder Bereit ( Standby) ) bereitstellen .
Zusätzlich kann der Meldeausgang neben der Signalisierung eines hochohmigen oder niederohmigen Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit oder alternativ dazu auch : eine Anzeige einer konfigurierten Warnung , wie :
- Überspannung, Unterspannung,
- Ubertemperatur , Untertemperatur,
- Überström, (Überschreitung eines festgelegten oder durch einen Nutzer festlegbaren Stromwertes )
- Überschreitung einer Fehlerstrom-Schwelle (Erd-Fehlerstromüberwachung / ROM- Funktion) .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet , dass ein ( elektrischer ) Fehler am lastseitigen Anschluss : a) ein Kurzschluss ( des Verbrauchers / der am Schutzschaltgerät angeschlossenen ( externen) Leiter des Niederspannungsstromkreises ) oder/und b) eine Überlast ( des Verbrauchers / der am Schut zschalt- gerät angeschlossenen ( externen) Leiter des Niederspannungsstromkreises ) ist .
Alternativ bzw . zusätzlich ein c) Erd- Fehlerstrom ist .
Alternativ bzw . zusätzlich ein d) serieller Fehlerlichtbogen ist .
Dass ein schutzschaltgerätinterner Fehler : a) eine Geräte-Übertemperatur oder/und b) ein Defekt einer Komponente einer Einheit des Schutz- schaltgerätes oder/und c) Überschreiten ( oder Unterschreiten) eines ( internen) Stromschwellwertes oder/und d) Unterschreiten ( oder Überschreiten) eines ( internen) Spannungs schwellwertes ist .
Ein Defekt einer Komponente einer Einheit des Schutzschaltgerätes kann beispielsweise ein ( intern) festgestellter Defekt der elektronischen Unterbrechungseinheit sein . Dies kann beispielsweise durch kurz zeitiges Ein- und Ausschalten bzw . Aus- und Einschalten bei gleichzeitiger Messung elektrischer Größen, wie Strom und Spannung, ermittelt werden .
Ein Fehler kann beispielsweise dass Unterschreiten eines ( internen) Spannungsschwellwertes sein, beispielweise wenn die Spannung (Ef fektivwert ) an den netzseitigen Anschlüssen ( oder an der Energieversorgung des Schutzschaltgerätes / Netzteil ) so gering ist , dass das die ordnungsgemäße Arbeitsweise des Schutzschaltgerätes nicht mehr sicher gestellt ist .
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine weitere Flexibilität und Funktionserweiterung des Schutzschaltgerätes gegeben ist , insbesondere eine bessere Signalisierung (bzw . Kommunikation) von verschiedenen Zuständen (bzw . Fehlern) ermöglicht wird .
Dies erhöht und vereinfacht die Kommunikations fähigkeit des Gerätes . Des Weiteren stellt dieser Meldeausgang eine leitungsgebundene Kommunikationsschnittstelle ( insbesondere eine zweipolige / zweiadrige leitungsgebundene Kommunikationsschnittstelle ) bereit , so dass eine quasi verzögerungs freie Signalisierung durch den Meldeausgang (latenzfrei) gegeben ist. Mit quasi verzögerungsfrei ist eine direkte Signalisierung (Signalisierungskontakt geschlossen/geöf fnet bzw. niede- rohmig/hochohmig) gemeint, d.h. ohne overheadgebundene Informationsverarbeitung, wie sie beispielsweise bei LAN/WLAN Verbindungen prinzipgebunden auftritt, durch Kommunikationsprotokolle, die z.B. MAC-Adressen, TCP/IP Kommunikation oder OSI-Kommunikation verwenden. Je nach Einsatzgebiet bzw. Applikation des Schutzschaltgerätes kann der Meldeausgang somit für verschiedene Funktionen angepasst und genutzt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet, dass der Meldeausgang zwei Schalt zustände (Schalt-Zustände) einnehmen kann, die auch als ( Schalt- ) Sequenz abgegeben werden können, so dass mehrere Informationen über den, insbesondere zweipoligen / zwei Anschlussklemmen aufweisenden, Meldeausgang abgebbar sind .
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine weitere Funktionserweiterung des Schutzschaltgerätes gegeben ist, insbesondere eine erweiterte Signalisierung von verschiedenen Zuständen ermöglicht wird.
Beispielsweise kann ein anliegender dauerhafter logischer Null-Pegel (logischer Null-Pegel bedeutet typischerweise, dass der Meldeausgang auf Null Volt liegt bzw. niederohmig ist) signalisiert, dass das Schutzschaltgerät im Ein-Zustand (ON) ist.
Ein anliegender dauerhafter logischer Eins-Pegel (logischer Eins-Pegel bedeutet typischerweise, dass der Meldeausgang auf 12 Volt oder 5 Volt (oder andere typische Meldespannungen) liegt bzw. hochohmig ist) signalisiert, dass das Schutzschaltgerät im Bereit- (Standby) oder Aus-Zustand (OFF) ist. Wechseln die Signalpegel z.B. mit einer Frequenz von 0,5 Hz kann dies z.B. einen Fehler signalisieren. Somit wird in diesem Fall nicht mehr ein Geräte-Zustand signalisiert, sondern dass z.B. ein externer Fehler / Fehler am lastseitigen Anschluss oder ein schutzschaltgerätinterner Fehler vorliegt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden schutzschaltgeräteseitige Überprüfungsfunktionen, die a) die im hochohmigen Zustand befindliche elektronische Unterbrechungseinheit für eine erste Zeitspanne in den niederohmigen Zustand schalten oder (und) b) die im niederohmigen Zustand befindliche elektronische Unterbrechungseinheit für eine zweite Zeitspanne in den hochohmigen Zustand schalten, durch den Meldeausgang nicht signalisiert.
D.h. die Uberprüfungsfunktionen, die einen (kurzzeitigen) Zustandswechsel der elektronische Unterbrechungseinheit bewirken, werden über den Meldeausgang nicht signalisiert. D.h. der (durch die Uberprüfungsfunktion bedingte) Zustandswechsel der elektronischen Unterbrechungseinheit wird mittels des Meldeausganges nicht signalisiert.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein „Flackern" des Meldeausganges („Flackern" des (signalisierten) Zustandes des Meldeausganges) des Schutzschaltgerätes vermieden wird. So werden an den Meldeausgang angeschlossene nachfolgende Auswerteeinheiten durch derartige (kurzfristige) Zustandswechsel nicht „verwirrt", das heißt die angeschlossenen Geräte erhalten nicht eine falsche Information über den Gerätezustand bzw. den Gerätestatus und insbesondere den Status der elektronischen Unterbrechungseinheit. Die Uberprüfungsfunktionen können regelmäßig oder auch unregelmäßig ausgeführt werden. Die Uberprüfungsfunktionen bewirken u.a. einen kurzzeitigen Zustandswechsel der elektronischen Unterbrechungseinheit, d.h. ein kurzeitiges niederohmig oder hochohmig werden der elektronischen Unterbrechungseinheit. Mit den Uberprüfungsfunktionen soll die Funktionssicherheit des Schutzschaltgerätes, insbesondere auch während des (regulären) Betriebes des Schutzschaltgerätes, sichergestellt werden.
Die erste Zeitspanne ist beispielsweise eine kurze Zeitspanne im Bereich von ps oder ms bis zu einer Sekunde, wie z.B. lOOps ... 200ps ... 300ps ... 600ps ... 700ps ... 800ps ... 1ms ... 10ms ... 20ms ... 40ms ... 50ms ... 100ms ... 200ms ... 500ms ... 1s (jeder Zwischenwert möglich) . Die zweite Zeitspanne ist beispielsweise eine kurze Zeitspanne im Bereich von ps oder ms bis zu einer Sekunde , wie z . B . l O Ops ... 200ps ... 300ps ... 600ps ... 700ps ... 800ps ... 1ms ... 10ms ... 20ms ... 40ms ... 50ms ... 100ms ... 200ms ... 500ms ... 1 s ( j eder Zwischenwert möglich) .
Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes Verfahren für ein Schutzschaltgerät für einen Niederspannungsstromkreis mit elektronischen (halbleiterbasierten) Schaltelementen mit den gleichen und weiteren Vorteilen beansprucht .
Das Verfahren für ein Schutzschaltgerät zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreis mit :
- einer mechanischen Trennkontakteinheit , die in Serie mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit geschaltet ist , wobei die Serienschaltung einerseits mit mindestens einem netzseitigen und andererseits mit mindestens einem lastseitigen Anschluss verbunden ist ,
- dass die mechanische Trennkontakteinheit durch ein Öf fnen von Kontakten zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis geschaltet werden kann,
- dass die elektronische Unterbrechungseinheit durch halbleiterbasierte Schaltelemente in einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis geschaltet werden kann,
- dass die Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises ermittelt wird und bei Überschreitung von Strom- oder/und Strom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird,
- dass eine Signalisierung eines hochohmigen oder niederohmigen Zustandes der elektronischen Unterbrechungseinheit über einen Meldeausgang erfolgt .
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Meldeausgang (mindestens ) zwei Zustände einnehmen, die insbesondere auch als Schaltsequenz abgegeben werden können, so dass mehrere Informationen über den, insbesondere zweipoligen / zwei Anschlussklemmen aufweisenden, Meldeausgang abgegeben werden können .
Alle Ausgestaltungen, sowohl in abhängiger Form rückbezogen auf den unabhängigen Patentanspruch 1 bzw . 13 , als auch rückbezogen lediglich auf einzelne Merkmale oder Merkmalskombinationen von Patentansprüchen, insbesondere auch ein Rückbezug der abhängigen Anordnungsansprüche auf den unabhängigen Verfahrensanspruch, bewirken eine Verbesserung eines Schutz- schaltgerätes , insbesondere eine Verbesserung der Funktionalität und stellen ein neues Konzept für ein Schutzschaltgerät bereit .
Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise , wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Aus führungsbeispiele , die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden .
Dabei zeigt die Zeichnung :
Figur 1 eine erste Darstellung eines Schutzschaltgerätes ,
Figur 2 eine zweite Darstellung eines Schutzschaltgerätes ,
Figur 3 eine Darstellung eines Meldeausgangs ,
Figur 4 eine Darstellung einer Funktionsgruppierung,
Figur 5 eine Darstellung einer Konfiguration,
Figur 6 eine erste Darstellung von Schalt zuständen über der Zeit ,
Figur 7 eine Darstellung einer Statussignal funktion, Figur 8 eine zweite Darstellung von Schalt zuständen über der Zeit .
Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Schutzschaltgerätes SG zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises , insbesondere Niederspannungswechselstromkreis , mit einem Gehäuse GEH, aufweisend :
- einen netzseitigen Neutralleiteranschluss NG, einem netzseitigen Phasenleiteranschluss LG, einem lastseitigen Neutralleiteranschluss NL, einem lastseitigen Phasenleiteranschluss LL des Niederspannungsstromkreises ; an der Netzseite Grid ist üblicherweise eine Energiequelle angeschlossen, an der Lastseite Load ist üblicherweise ein Verbraucher angeschlossen;
- eine ( zweipolige ) mechanische Trennkontakteinheit MK mit lastseitigen Anschlusspunkten APLL, APNL und netzseitigen Anschlusspunkten APLG, APNG, wobei für den Neutralleiter ein lastseitiger Anschlusspunkt APNL, für den Phasenleiter ein lastseitiger Anschlusspunkt APLL, für den Neutralleiter ein netzseitiger Anschlusspunkt APNG, für den Phasenleiter ein netzseitiger Anschlusspunkt APLG vorgesehen ist . Die lastseitigen Anschlusspunkte APNL, APLL sind mit den lastseitigen Neutral- und Phasenleiteranschlüssen NL, LL verbunden, so dass ein Öf fnen von Kontakten KKN, KKL zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist , die mechanische Trennkontakteinheit kann auch als einpolige mechanische Trennkontakteinheit ausgeführt sein, d . h . mit einem Kontakt , wobei der Kontakt KKL bevorzugt im Phasenleiter L angeordnet ist , ein durch das Schutzschaltgerät SG durchgehender Neutralleiter N ist dann nicht vorgesehen,
- eine , insbesondere einpolige , elektronische Unterbrechungseinheit EU, ( die bei einpoliger Aus führung insbesondere im Phasenleiter L angeordnet ist , ) mit einem netzseitigen Verbindungspunkt EUG, der mit dem netzseitigen Phasenleiteranschluss LG in elektrischer Verbindung steht , und einem lastseitigen Verbindungspunkt EUL, der mit dem netzseitigen Anschlusspunkt APLG der mechanischen Trennkontakteinheit MK in elektrischer Verbindung steht bzw . verbunden ist , wobei die elektronische Unterbrechungseinheit durch halbleiterbasierte Schaltelemente einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Nieder spannungs Stromkreis aufweist ,
- eine Stromsensoreinheit S I , zur Ermittlung der Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises , die insbesondere im Phasenleiter L angeordnet ist ,
- einer Steuerungseinheit SE , die mit der Stromsensoreinheit SI , der mechanischen Trennkontakteinheit MK und der elektronischen Unterbrechungseinheit EU verbunden ist , wobei bei Überschreitung von Strom- oder/und Strom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird .
Erfindungsgemäß ist das Schutzschaltgerät SG derart ausgestaltet , dass ein am Gehäuse GEH des Schutzschaltgerätes SG zugänglicher Meldeausgang SO vorgesehen ist . Der Meldeausgang SO ist insbesondere mit der Steuerungseinheit SE verbunden . Das Schutzschaltgerät ist derart ausgestaltet , dass der Meldeausgang SO einen hochohmigen oder niederohmigen Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit EU signalisiert .
Ferner kann eine mit der Steuerungseinheit SE verbundene erste Spannungssensoreinheit SUA vorgesehen sein, die die Höhe der Spannung, insbesondere Momentanwerte der Höhe der Spannung, des Niederspannungsstromkreises , insbesondere an den netzseitigen Anschlüssen LG, NG, speziell zwischen netzseitigen Neutralleiteranschluss NG und netzseitigen Phasenleiteranschluss LG, ermittelt .
Allgemein bilden die mechanische Trennkontakteinheit MK und die elektronische Unterbrechungseinheit EU eine Serienschaltung . Die Serienschaltung ist einerseits mit dem mindestens einem netzseitigen und andererseits mit dem mindestens einem lastseitigen Anschluss verbunden . Die mechanische Trennkontakteinheit MK kann vorteilhaft dem lastseitigen Anschluss und die elektronische Unterbrechungseinheit EU dem netzseitigen Anschluss zugeordnet sein, wie in Figur 1 dargestellt .
Die mechanische Trennkontakteinheit MK kann durch eine mechanische Handhabe HH bedienbar sein, um ein Öf fnen von Kontakten oder ein Schließen der Kontakte zu schalten, wie bei einem klassischen Leitungsschalter respektive Miniatur Circuit Breaker (MCB ) .
Die Steuerungseinheit SE kann einen Mikrocontroller MP (Mikrocontrollerunit ) aufweisen (wie in Figur 2 eingezeichnet ) .
Es kann ferner eine mit der Steuerungseinheit SE verbundene zweite Spannungssensoreinheit SUB vorgesehen sein, die die Höhe der Spannung zwischen netzseitigen Verbindungspunkt EUG und lastseitigen Verbindungspunkt EUL der elektronischen Unterbrechungseinheit EU ermittelt .
Zwischen den netzseitigen Anschlusspunkten APLG, APNG der mechanischen Trennkontakteinheit MK kann eine Messimpedanz ZM geschaltet sein . Die Messimpedanz ZM kann beispielsweise ein elektrischer Widerstand oder/und Kondensator sein . Die Messimpedanz kann ferner eine Induktivität sein . Insbesondere kann die Messimpedanz eine Serienschaltung oder Parallelschaltung eines Widerstandes oder/und Kondensator oder/und Induktivität sein .
Im Beispiel gemäß Figur 1 ist die elektronische Unterbrechungseinheit EU einpolig ausgeführt , im Beispiel im Phasenleiter . Hierbei ist der netzseitige Anschlusspunkt APNG für den Neutralleiter der mechanischen Trennkontakteinheit MK mit den netzseitigen Neutralleiteranschluss NG des Gehäuses GEH verbunden . Bei einer einpoligen Variante kann diese Verbindung entfallen, als auch der Neutralleiterkontakt KKN, der mechanischen Trennkontakteinheit . Das Schutzschaltgerät SG ist vorteilhaft derart ausgestaltet , dass die Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit MK durch die Steuerungseinheit SE geöf fnet , aber nicht geschlossen werden können, was durch einen Pfeil von der Steuerungseinheit SE zur mechanischen Trennkontakte Einheit MK angedeutet ist .
Die mechanische Trennkontakteinheit MK ist durch eine mechanische Handhabe HH am Schutzschaltgerät SG bedienbar, um ein manuelles (händisches ) Öf fnen oder ein Schließen der Kontakte KKL, KKN zu schalten . Die mechanische Handhabe HH zeigt ( speziell durch eine mechanische Verbindung zwischen Kontakten und Handhabe ) den Schalt zustand ( Of fen oder Geschlossen) der Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit MK am Schutzschaltgerät an .
Die mechanische Trennkontakteinheit MK ist vorteilhaft derart ausgestaltet , dass ein (manuelles ) Schließen der Kontakte durch die mechanische Handhabe erst nach einer Freigabe (Enable ) , insbesondere einem Freigabesignal , möglich ist . Dies ist ebenfalls durch den Pfeil von der Steuerungseinheit SE zur mechanischen Trennkontakte Einheit MK angedeutet . D . h . , die Kontakte KKL, KKN der mechanischen Trennkontakteinheit MK können durch die Handhabe HH erst bei Vorliegen der Freigabe bzw . des Freigabesignals (von der Steuerungseinheit ) geschlossen werden . Ohne die Freigabe bzw . das Freigabesignal kann die Handhabe HH zwar betätigt , die Kontakte aber nicht geschlossen werden ( „Dauerrutscher" ) .
Das Schutzschaltgerät SG weist eine Energieversorgung NT , beispielsweise ein Netzteil , auf . Insbesondere ist die Energieversorgung NT für die Steuerungseinheit SE vorgesehen, was durch eine Verbindung zwischen Energieversorgung NT und Steuerungseinheit SE in Figur 1 angedeutet ist . Die Energieversorgung NT ist ( andererseits ) mit dem netzseitigen Neutralleiteranschluss NG und dem netzseitigen Phasenleiteranschluss LG verbunden . In die Verbindung zum netzseitigen Neutralleiteranschluss NG ( oder/und Phasenleiteranschluss LG) kann vorteilhaft eine Sicherung SS , insbesondere Schmel zsicherung, oder/und Schalter vorgesehen sein .
Im Falle eines rein einpoligen Schutzschaltgerätes erfolgt die Energieversorgung durch eine externe Energiequelle / weitere Anschlüsse .
Der Niederspannungsstromkreis kann ein Dreiphasenwechselstromkreis sein, mit einem Neutralleiter und drei Phasenleitern . Das Schutzschaltgerät kann hierfür als dreiphasige Variante ausgestaltet sein und beispielsweise weitere netzseitige und lastseitige Phasenleiteranschlüsse aufweisen . Zwischen den weiteren netzseitigen und lastseitigen Phasenleiteranschlüssen sind in analoger Weise j eweils erfindungsgemäße elektronische Unterbrechungseinheiten und Stromsensoreinheiten ( ggfs . weitere erste Spannungssensoreinheiten) vorgesehen . Ebenso Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit .
Mit dem Meldeausgang können dann die Zustände einer, zweier oder aller drei elektronischen Unterbrechungseinheit ( en) kommuni ziert werden . Bzw . insbesondere der Gerätezustand (Ein - ON / Aus OFF / Bereit Standby) des Schutzschaltgerätes , in diesem Fall werden die Zustände aller elektronischen Unterbrechungseinheiten beim Meldesignal am Meldeausgang zusammen berücksichtigt .
Mit hochohmig ist ein Zustand gemeint , bei dem nur noch ein Strom vernachlässigbarer Größe fließt . Insbesondere sind mit hochohmig Widerstandswerte von größer als 1 Kiloohm, besser größer als 10 Kiloohm, 100 Kiloohm, 1 Megaohm, 10 Megaohm, 100 Megaohm, 1 Gigaohm oder größer gemeint .
Mit niederohmig ist ein Zustand gemeint , bei dem der auf dem Schutzschaltgerät angegebene Stromwert fließen könnte . Insbesondere sind mit niederohmig Widerstandswerte gemeint , die kleiner als 10 Ohm, besser kleiner als 1 Ohm, 100 Milliohm, 10 Milliohm, 1 Milliohm oder kleiner sind . Die mechanische Trennkontakteinheit MK kann in einer ersten Variante einpolig unterbrechen . D . h . es wird nur ein Leiter (der beiden/mehreren) Leiter, insbesondere der aktive Leiter respektive Phasenleiter unterbrochen, d . h . weist einen mechanischen Kontakt auf . Der Neutralleiter ist dann kontaktfrei , d . h . der Neutralleiter ist direkt verbunden .
Sind weitere aktive Leiter / Phasenleiter vorgesehen, weisen in einer zweiten Variante die Phasenleiter mechanische Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit auf . Der Neutralleiter ist in dieser zweiten Variante direkt verbunden . Beispielsweise für einen Dreiphasen-Wechselstromkreis . In einer dritten Variante der mechanischen Trennkontakteinheit MK weist der Neutralleiter ebenfalls mechanische Kontakte auf , wie in Figur 1 eingezeichnet .
Mit mechanischem Trennkontakteinheit MK ist insbesondere eine (normgerechte ) Trennfunktion gemeint , realisiert durch die Trennkontakteinheit MK . Mit Trennfunktion sind die Punkte : -Mindestluf tstrecke nach Norm (Mindestabstand der Kontakte ) , -Kontaktstellungsanzeige der Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit , -Freiauslösung, d . h . eine Betätigung zur Unterbrechung der Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit durch die Handhabe oder Steuerungseinheit ist immer möglich, so dass keine (dauerhafte ) Blockierung der Kontakte in den geschlossenen Zustand durch die Handhabe möglich ist , gemeint .
Hinsichtlich der Mindestluf tstrecke zwischen den Kontakten der Trennkontakteinheit ist diese im Wesentlichen spannungsabhängig . Weitere Parameter sind der Verschmutzungsgrad, die Art des Feldes (homogen, inhomogen) , und der Luftdruck bzw . die Höhe über Normalnull .
Für diese Mindestluf tstrecken bzw . Kriechstrecken gibt es entsprechende Vorschri ften bzw . Normen . Diese Vorschri ften geben beispielsweise bei Luft für eine Stoßspannungs festigkeit die Mindestluf tstrecke für ein inhomogenes und ein homogenes (ideales) elektrisches Feld in Abhängigkeit vom Verschmutzungsgrad an. Die Stoßspannungsfestigkeit ist die Festigkeit beim Anlegen einer entsprechenden Stoßspannung. Nur bei Vorliegen dieser Mindestlänge (Mindeststrecke ) weist die Trennkontakteinheit bzw. Schutzschaltgerät eine Trennfunktion (Trennereigenschaft) auf.
Im Sinne der Erfindung ist hierbei für die Trennerfunktion und deren Eigenschaften insbesondere die Normenreihe DIN EN 60947 bzw. IEC 60947 einschlägig, auf die hier durch Referenz Bezug genommen wird.
Die Trennkontakteinheit ist vorteilhafterweise durch eine Mindestluf tstrecke der geöffneten Trennkontakte in der Ausstellung (Geöffnet Stellung, geöffnete Kontakte) in Abhängigkeit von der Bemessungsstoßspannungsfestigkeit und dem Verschmutzungsgrad gekennzeichnet. Die Mindestluf tstrecke beträgt insbesondere zwischen (im Minimum) 0,01 mm und 14 mm. Insbesondere beträgt vorteilhafterweise die Mindestluf tstrecke zwischen 0,01 mm bei 0,33 kV und 14 mm bei 12 kV, insbesondere für Verschmutzungsgrad 1 sowie insbesondere für inhomogene Felder.
Vorteilhafterweise kann die Mindestluf tstrecke die folgenden Werte aufweisen:
E DIN EN 60Ä47-1 (VDE 0C60-100)12018-06
Tabelle 13 - Mindestluftstrecken
Die Verschmutzungsgrade und Feldarten entsprechen den in den Normen definierten . Dadurch lässt vorteilhafterweise ein entsprechend der Bemessungsstoßspannungs festigkeit dimensioniertes normgerechtes Schutzschaltgerät erzielen .
Mit mechanischer Trennkontakteinheit ist insbesondere kein
Relaiskontakt gemeint .
Figur 2 zeigt eine Abbildung gemäß Figur 1 , wobei weitere bzw . andere Einheiten dargestellt sind .
In Figur 2 ist die Energieversorgung NT ein Teil der Steuerungseinheit SE . Ferner ist eine ( insbesondere drahtlose ) Kommunikationseinheit COM vorgesehen, die mit der Steuerungseinheit SE verbunden ist bzw . ein Teil dieser ist .
Weiterhin ist eine Anzeigeeinheit AE vorgesehen . Die Anzeigeeinheit AE kann als kombinierte Anzeige- und Eingabeeinheit ausgestaltet sein . Die Anzeigeeinheit AE (Anzeige- und Eingabeeinheit ) ist mit der Steuerungseinheit SE verbunden bzw . ein Teil dieser . Die Anzeigeeinheit weist am Schutzschaltgerät sichtbare Anzeigemittel auf , insbesondere zur Anzeige des hochohmigen oder niederohmigen Zustandes der elektronischen Unterbrechungseinheit EU .
Die elektronische Unterbrechungseinheit EU ist gemäß Figur 2 ein Teil der Steuerungseinheit SE .
Gemäß Figur 2 kann die Steuerungseinheit SE einen Mikrocontroller MP (Mikrocontrollerunit ) aufweisen . Der Mikrocontroller kann verschiedene Funktionen bzw . Routinen/Verf ahren aufweisen, wie beispielsweise eine Konfigurations funktion KE, eine Statussignal funktion SS , eine Fehlerstatus funktion FS und eine Gerätestatus funktion DS .
Weiterhin kann eine Positionssensoreinheit PD vorgesehen sein, die die Position der Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit ( geöf fnet , geschlossen) signalisiert . Die Positionssensoreinheit PD ist vorteilhaft mit der Steuerungseinheit SE verbunden .
Das Schutzschaltgerät SG arbeitet beispielsweise prinzipiell derart , dass bei geschlossenen Kontakten der mechanischen Trennkontakteinheit und niederohmiger Unterbrechungseinheit und
- bei einem ermittelten Strom, der einen ersten Stromwert überschreitet , insbesondere dass der erste Stromwert für eine erste Zeitgrenze überschritten wird, die elektronische Unterbrechungseinheit EU hochohmig wird und die mechanische Trennkontakteinheit MK geschlossen bleibt , oder/und
- ( oder/und) bei einem ermittelten Strom, der einen höheren zweiten Stromwert , insbesondere für eine zweite Zeitgrenze , überschreitet , die elektronische Unterbrechungseinheit EU hochohmig wird und die mechanische Trennkontakteinheit MK geöf fnet wird, oder/und
- bei einem ermittelten Strom, der einen noch höheren dritten Stromwert überschreitet , die elektronische Unterbrechungseinheit hochohmig wird und die mechanische Trennkontakteinheit MK geöf fnet wird . Am Meldeausgang SO kann eine externe Steuer- oder Anzeigeeinheit ECU bzw. Managementsystem angeschlossen sein, wie in Figur 2 eingezeichnet.
Figur 3 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines galvanisch getrennten Meldeausgangs SO in Verbindung mit einer externen Steuereinheit ECU.
Figur 3 zeigt einen Meldeausgangs SO, der gehäuseseitig zugänglich ist. Er weist mehrere Anschlussklemmen auf, im Beispiel zwei Anschlussklemmen AKI, AK2, wobei die beiden Anschlussklemmen AKI, AK2 schutzschaltgeräteintern mit mindestens einem Optokoppler OPK oder Relais (mit den geschalteten Relaiskontakten) verbunden sind. Der Optokoppler OPK wird andererseits durch ein (internes) Meldesignal MSI, insbesondere von der Steuerungseinheit SE bzw. dessen Mikrocontroller MP, angesteuert. Das Meldesignal MSI kann zwischen einem logischen Null- und Eins-Signal bzw. Null- und Eins-Pegel {0,1} wechseln. Das Null-Signal 0 kann z.B. Null Volt / 0 Volt 0V betragen. Das Eins-Signal kann z.B. 3,3 Volt 3,3V betragen. So kann an einem Anschluss Null Volt 0V (z.B. Masseanschluss) und am anderen Anschluss zwischen Null Volt 0V und 3,3 Volt 3,3V gewechselt werden, d.h. { 0V; 3,3V}, das logische Signal wechselt zwischen Null und Eins {0,1} .
Die zwei Anschlussklemmen AKI, AK2 sind z.B. gehäuseaußensei- tig mit einer Zweidrahtleitung, aufweisend einer ersten Leiters LT1 und einen zweiten Leiter LT2, verbunden. Die Zweidrahtleitung ist andererseits mit einer externen Steuereinheit ECU verbunden. Die externe Steuereinheit ECU kann z.B. durch einen Stromfluss Ix (Stromquelle oder Spannungsquelle) den Signal-Zustand / Schalt zustand des Meldeausganges SO (niederohmiger oder hochohmiger Optokoppler-Ausgang bzw. geschlossener oder geöffneter Relaiskontakt) ermitteln.
Figur 4 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, eine Funktionsgruppierung für den Mikrocontroller MP . Der Mikrocontroller MP weist eine Verbindung zum Meldeausgang SO auf, dem das interne Meldesignal MS I zugeführt wird . Dieses kommt von der Statussignal funkton SS . Die Statussignal funkton SS erhält ihrerseits Informationen von der Fehlerstatus funktion FS und der Gerätestatus funktion DS .
Die Gerätestatus funktion DS stellt beispielsweise den hochohmigen oder niederohmigen Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit EU bereit . Sie kann weiterhin den of fenen oder geschlossenen Zustand der Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit MK bereitstellen . Die Gerätestatus funktion DS stellt somit den Gerätestatus (Ein ON / Aus OFF / Bereit Standby) des Schutzschaltgerätes bereit .
Die Fehlerstatus funktion FS kann beispielsweise weitere Zustände des elektrischen Niederspannungsstromkreises bereitstellen, wie das Vorliegen einer Uberstrombedingung, Kurzschlussbedingung, Erd- Fehlerstrom, Uberspannungs- oder Unterspannungsbedingung .
Ferner kann eine Gerätewarnungs funktion DW vorgesehen sein . Diese kann weitere Gerätewarnungen bereitstellen, wie beispielsweise eine erhöhte Temperatur des Schutzschaltgerätes (Überschreitung erster oder/und zweiter Temperaturgrenzwerte ) .
Durch die Konfigurations funktion KF kann festgelegt sein bzw . konfiguriert werden, welche Informationen wie signalisiert werden .
Schutzschaltgeräteseitige Uberprüfungs funktionen, die a) die im hochohmigen Zustand befindliche elektronische Unterbrechungseinheit für eine erste Zeitspanne in den niederohmigen Zustand schalten oder (und) b) die im niederohmigen Zustand befindliche elektronische Unterbrechungseinheit für eine zweite Zeitspanne in den hochohmigen Zustand schalten, werden durch den Meldeausgang SO nicht signalisiert .
Durch diese kurzen Schalthandlungen kann beispielsweise die elektronischen Unterbrechungseinheit , insbesondere deren halbleiterbasierte Schaltelemente , getestet werden oder die Funktions fähigkeit der Stromsensoreinheit überprüft werden . Diese kurzen Schalthandlungen werden von der Steuerungseinheit SE derart priorisiert , dass sie durch den Meldeausgang SO nicht signalisiert werden . D . h . das interne Meldesignal MS I signalisiert dies nicht . Beispielsweise wird nur der „reguläre" Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit bzw . der daraus abgeleitete Zustand des Schutzschaltgerätes signalisiert , ohne die kurzen Schalthandlungen der schutzschaltgeräteseitigen ( internen) Uberprüfungs funktionen .
Alternativ bzw . zusätzlich kann dies auch auf externe Schutzfunktionen angewendet werden, bei denen beispielsweise Lastoder Leitungsparameter durch kurz zeitige Schalthandlungen der elektronischen Unterbrechungseinheit ermittelt werden .
In Figur 5 ist beispielhaft die Meldung von Zuständen des Schutzschaltgerätes SG mittels des Meldeausganges SO angedeutet . Das Schutzschaltgerät kann aufgrund der elektronischen Unterbrechungseinheit EU und der mechanischen Trennkontakteinheit MK im Wesentlichen drei Zustände einnehmen :
1 . mechanische Trennkontakteinheit MK geöf fnet ( der mindestens eine Kontakt ist geöf fnet ) ( Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit hochohmig oder niederohmig) - Zustand Aus OFF
2 . mechanische Trennkontakteinheit MK geschlossen ( der mindestens eine Kontakt ist geschlossen) und die elektronische Unterbrechungseinheit ist hochohmig - Zustand Bereit Standby
3 . mechanische Trennkontakteinheit MK geschlossen ( der mindestens eine Kontakt ist geschlossen) und die elektronische Unterbrechungseinheit ist niederohmig - Zustand Ein ON (OFF, Standby, ON sind Bezugs zeichen in den Zeichnungen)
Mittels des Meldeausganges SO kann beispielsweise eine physikalisch-statische Information Status-Signal in Form einer Eins 1 oder Null 0 { 1 ; 0 } kommuni ziert werden . So können zwei Schalt zustände bzw . Gerätezustände (Ein ON / Aus OFF / Bereit Standby) kommuni ziert werden . Es kann beispielsweise konfiguriert werden, welche Information dadurch signalisiert werden soll Je nach Konfiguration kann z . B . über den Meldeausganges SO : in der oberen Darstellung von Figur 5 : -Zustand Aus OFF - beispielsweise Schalt zustand Null 0 -Zustand Ein ON und Bereit Standby - beispielsweise Schaltzustand Eins 1 ( klassisch, ähnlich einem Leitungsschutzschalter )
Null 0 und Eins 1 könnten auch invers verwendet werden . in der mittleren Darstellung von Figur 5 :
-Zustand Aus OFF und Bereit Standby - beispielsweis Schaltzustand Null 0
-Zustand Ein ON - beispielsweise Schalt zustand Eins 1 (Null 0 und Eins 1 könnten auch invers verwendet werden . ) in der unteren Darstellung von Figur 5 :
-Zustand Aus OFF- beispielsweis Schalt zustand Null 0 -Zustand Ein ON - beispielsweise Schalt zustand Eins 1 -Zustand Bereit Standby - beispielsweise eine Sequenz von Null 0 und Eins 1
(Null 0 und Eins 1 könnten auch invers verwendet werden . )
Für die untere Darstellung von Figur 5 ist der Schalt zustand vom Meldeausgang SO über Zeit t nochmals in Figur 6 visualisiert / dargestellt ( Sequenz-Beispiele ) .
In der oberen Darstellung von Figur 6 :
-Zustand Aus OFF - beispielsweise Null 0 bzw . Null Prozent 0% In der mittleren Darstellung von Figur 6 :
-Zustand Ein ON - beispielsweise Eins 1 bzw . 100 Prozent 100% In der unteren Darstellung von Figur 6 :
-Zustand Bereit Standby - beispielsweise eine Sequenz von Schalt zuständen Null 0 und Eins 1 , wobei die zeitliche Dauer von Null und Eins gleich lang sind . D . h . 50 Prozent 50% .
Mit dem Meldeausgang SO können beispielsweise noch weitere Zustände bzw . Informationen kommuni ziert werden . Dies ist in Figur 7 angedeutet . In Figur 7 ist die Statussignal funktion SS dargestellt , die den Status Ein ON, Bereit Standby, Aus OFF, Fehlerstatus 1 FS 1 , Fehlerstatus 2 FS2 , Gerätewarnung 1 DW1 erhält .
Der Fehlerstatus FS 1 bzw . FS2 kann beispielsweise sein : -Kurzschlussbedingung KS erreicht -Überstrombedingung US erreicht -Fehlerstrombedingung erreicht -Überspannungsbedingung erreicht -Unterspannungsbedingung erreicht
Die Gerätewarnung 1 DW1 kann beispielsweise sein : -Über temper a turbedingung erreicht -Selbsttest des Schutzschaltgerätes negativ
Die Signalisierung diese Schalt- zustände bzw . Stati mittels des Meldeausganges SO ist beispielhaft in Figur 8 angedeutet . Figur 8 zeigt eine Darstellung gemäß Figur 6 , mit dem Unterschied, dass weitere Sequenzen zur Signalisierung dargestellt sind, die durch bestimmte Puls-Pausenverhältnisse PPV zwischen Null- und Eins-Signal bzw . Null- und Eins-Pegel gekennzeichnet sind .
So ist in Figur 7 ein weiterer Schalt-Zustand / Sequenz 25 Prozent 25% dargestellt , bei dem das Eins-Signal 25 Prozent einer Zeiteinheit und das Null-Signal 75 Prozent der Zeiteinheit beträgt , wie in Figur 8 dargestellt . Mit dieser Sequenz ist beispielsweise ein Fehlerstatus 1 FS 1 verknüpft , der beispielsweise das Erreichen einer Kurzschlussbedingung KS der Leiter des Niederspannungsstromkreises , beispielsweise spezi fischer an den lastseitigen Anschlüssen, signalisiert . Beispielsweise kann eine Kurzschlussbedingung das Überschreiten der Höhe des Stromes über einen (vorher festgelegten / eingestellten) Kurzschlussstromwert sein .
Ferner ist in Figur 7 ein weiterer Schalt-Zustand / Sequenz 75 Prozent 75% dargestellt , bei dem das Eins-Signal 75 Prozent der Zeiteinheit und das Null-Signal 25 Prozent der Zeiteinheit beträgt , wie in Figur 8 dargestellt . Mit dieser Sequenz ist beispielsweise ein Fehlerstatus 2 FS 2 verknüpft, der beispielsweise das Erreichen einer Überstrombedingung US der Leiter des Niederspannungsstromkreises, beispielsweise spezifischer an den lastseitigen Anschlüssen, signalisiert. Beispielsweise kann eine Uberstrombedingung das Überschreiten eines Stromschwellwertes (Effektivwert- oder Momentan- Schwellwert) sein.
D.h. der Meldeausgang SO weist beispielsweise zwei zwei (statische) Schalt-Zustände auf, die je nach zu signalisierender Information, quasi statisch oder als sich abwechselnde Zustandsfolge, d.h. ( Schalt- ) Sequenz abgeben werden können. Alternativ oder zusätzlich kann zum statischen Schalt-Zustand eine ( Schalt- ) Sequenz mit einem bestimmten Puls-Pause-Verhältnis PPV abgegeben werden, so dass mehr als zwei Informationen signalisiert (abgegeben) werden können.
Im Folgenden wird die Erfindung nochmal mit anderen Worten dargestellt .
In neuartigen elektronischen Schutzschaltgeräten wird eine mechanische Trennkontakteinheit (Trenn-Kontakte) in Kombination mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit (elektronische Schalter) eingesetzt. Des Weiteren wird ein programmierbarer Microcontroller eingesetzt, um die Schutzschaltfunktionen auszuführen. Gegebenenfalls weitere Gerätefunktionen. Ein derartiges neues Schutzschaltgerät kann viele Funktionen ausführen, vor verschiedenen Fehlern schützen und mehrere Zustände einnehmen. Dies soll erfindungsgemäß anhand eines (parametrierbaren) Meldekontaktes kommunizierbar bzw. signalisierbar gemacht werden.
Das Schutzschaltgerät führt verschiedene Schutzfunktionen aus, wie beispielsweise Kurzschluss-Schutz, Überlast-Schutz, Differenz-Fehlerstrom-Schutz (RCD, zusätzliche Differenzstrom-Messung nicht dargestellt) , Schutz vor Überspannung, Unterspannung oder Übertemperatur (zusätzliche Temperatur- Messung, nicht dargestellt) . Eine Handhabe (zum Öffnen und Schließen der Trennkontakteinheit) , eine Detektion der Handhabe (bzw. besser des Trenn-Kontaktes) - Positionssensoreinheit, eine Strommessung, eine Spannungsmessung und eine Stromversorgung sind beispielsweise vorhanden. Erfindungsgemäß wird ein, insbesondere galvanisch getrennter, Meldeausgang (Meldekontakt) vorgesehen. Dieser Meldeausgang kann wie ein potentialf reier Schalter aufgebaut sein, der über die Steuerungseinheit bzw. den Microcontroller angesteuert wird. Über diesen Meldeausgang (Meldekontakt) kann das Schutzschaltgerät eine Information über den Schalt zustand des Gerätes, insbesondere der elektronischen Unterbrechungseinheit, in einer einfachen digitalen Form (0, 1) zur Verfügung stellen .
Der galvanisch getrennten Meldeausgang kann durch z.B. einen Optokoppler mit einer entsprechenden galvanischen Trennung realisiert werden. Eine externe (abgesetzte) Steuereinheit ECU kann z.B. über eine Strom- oder Spannungsquelle den Schalt zustand des Meldeausgangs ( Schalt zustand am Ausgang des Optokopplers) abfragen.
Der Meldeausgang kann mehrere Informationen signalisieren. Zu den bekannten Zuständen Aus und Ein, kann der Zustand Bereit kommen. Neben den genannten Zuständen kann über den Meldeausgang auch ein Fehlerstatus oder eine (Geräte- ) Warnung des Schutzschaltgerätes signalisiert (gesendet) werden.
Die Informationen liegen im Microcontroller MP vor. Je nach (eingestellter) Konfiguration kann eine gewünschte Information abgegeben werden, wobei auch die Art der abgegebenen Information (Status, Sequenz) konfiguriert werden kann.
Neben grundlegenden Schalt zuständen können noch weitere Informationen über den Meldeausgang signalisiert (kommuniziert) werden. Z.B. können Fehlerarten, wie z.B. Kurzschluss, Überlast oder Fehlerstrom signalisiert werden.
Die Sequenzen können sowohl im Puls-Pause-Verhältnis PPV (Tastverhältnis) sowie auch in der Frequenz und Signalfolge festgelegt bzw. variiert werden. So wird erfindungsgemäß ein im Schutzschaltgerät integrierter einfacher Meldeausgang (Meldekontakt ) vorteilhaft bereit gestellt , der für verschiedene Informationen, wie z . B . Gerätezustände verwendet und konfiguriert werden kann . Der Melde- ausgang kann vorteilhaft so konfiguriert werden, dass insbesondere Fehlerzustände am lastseitigen Anschluss durch festlegbare Sequenzen signalisierbar ( kommuni zierbar ) sind .
Obwohl die Erfindung im Detail durch das Aus führungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde , so ist die Erfindung nicht durch die of fenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1 . Schutzschaltgerät ( SG) zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises aufweisend :
- ein Gehäuse ( GEH) mit mindestens einem netzseitigen Anschluss und mindestens einem lastseitigen Anschluss für Leiter des Niederspannungsstromkreises ,
- eine mechanische Trennkontakteinheit (MK) , die in Serie mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) geschaltet ist , wobei die Serienschaltung einerseits mit dem mindestens einem netzseitigen und andererseits mit dem mindestens einem lastseitigen Anschluss verbunden ist ,
- dass die mechanische Trennkontakteinheit (MK) durch Öf fnen mindestens eines Kontaktes zur Vermeidung eines Stromflusses oder Schließen des mindestens einen Kontaktes für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist ,
- dass die elektronische Unterbrechungseinheit (EU) durch halbleiterbasierte Schaltelemente in einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist ,
- einer Stromsensoreinheit ( S T ) , zur Ermittlung der Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises ,
- einer Steuerungseinheit ( SE ) , die mit der Stromsensoreinheit ( S T ) , der mechanischen Trennkontakteinheit (MK) und der elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) verbunden ist , wobei bei Überschreitung von Strom- oder/und Strom-Zeitgrenz- werten eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird,
- dass ein am Gehäuse des Schutzschaltgerätes zugänglicher Meldeausgang ( SO) vorgesehen ist ,
- dass das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet ist , dass der Meldeausgang ( SO) einen hochohmigen oder niederohmigen Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) signalisiert .
2 . Schutzschaltgerät ( SG) nach Patentanspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die mechanische Trennkontakteinheit (MK) dem lastseitigen Anschluss und die elektronische Unterbrechungseinheit (EU) dem netzseitigen Anschluss zugeordnet ist, insbesondere, dass die mechanische Trennkontakteinheit (MK) durch eine mechanische Handhabe bedienbar ist, um ein Öffnen von Kontakten oder ein Schließen der Kontakte zu schalten.
3. Schutzschaltgerät (SG) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei netzseitige Anschlüsse und mindestens ein lastseitiger Anschluss vorgesehen sind.
4. Schutzschaltgerät (SG) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei netzseitige Anschlüsse und zwei lastseitige Anschlüsse vorgesehen sind.
5. Schutzschaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Meldeausgang (SO) eine, insbesondere sichere, galvanische Trennung aufweist.
6. Schutzschaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Meldeausgang (SO) auch einen geöffneten oder geschlossenen Zustand des mindestens einen Kontaktes der mechanischen Trennkontakteinheit (MK) signalisiert.
7. Schutzschaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Meldeausgang (SO) mehrere Anschlussklemmen aufweist, insbesondere zwei oder drei Anschlussklemmen, wobei die Anschlussklemmen schutzschaltgeräteintern mit mindestens einem potentialtrennenden Schaltelement, insbesondere einem Optokoppler oder Relaiskontakt verbunden sind.
8 . Schutzschaltgerät ( SG) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet ist , dass der Meldeausgang ( SO) konfigurierbar ist und neben der Signalisierung eines hochohmigen oder niederohmigen Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) oder alternativ dazu auch : a) das Vorliegen eines , insbesondere elektrischen, Fehlers am lastseitigen Anschluss oder/und b) das Vorliegen eines schutzschaltgerätinternen Fehlers signalisiert .
9. Schutzschaltgerät ( SG) nach Patentanspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass ein Fehler am lastseitigen Anschluss : a) ein Kurzschluss oder/und b) eine Überlast oder/und c) ein Erd- Fehlerstrom ist ; dass ein schutzschaltgerätinterner Fehler : a) eine Geräte-Übertemperatur oder/und b) ein Überschreiten oder Unterschreiten eines Stromschwellwertes oder/und c) ein Unterschreiten oder Überschreiten eines Spannungsschwellwert es ist .
10 . Schutzschaltgerät ( SG) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet ist , dass der Meldeausgang ( SO) zwei Schalt zustände einnehmen kann, die auch als Sequenz abgegeben werden können, so dass mehrere Informationen über den, insbesondere zwei Anschlussklemmen aufweisenden, Meldeausgang abgebbar sind .
11 . Schutzschaltgerät ( SG) nach Patentanspruch 10 , dadurch gekennzeichnet , dass das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet ist , dass die Schalt zustände oder Sequenzen konfigurierbar sind, insbesondere derart , dass einem Schalt zustand oder einer Sequenz j eweils ein Zustand der elektronischen Unterbrechungseinheit , der mechanischen Trennkontakteinheit , ein Fehler am lastseitigen Anschluss oder ein schutzschaltgerätinterner Fehler zugeordnet werden kann .
12 . Schutzschaltgerät ( SG) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche , dadurch gekennzeichnet , dass schutzschaltgeräteseitige Uberprüfungs funktionen, die a) die im hochohmigen Zustand befindliche elektronische Unterbrechungseinheit für eine erste Zeitspanne in den niederohmigen Zustand schalten oder b) die im niederohmigen Zustand befindliche elektronische Unterbrechungseinheit für eine zweite Zeitspanne in den hochohmigen Zustand schalten, durch den Meldeausgang ( SO) nicht signalisiert werden .
13 . Verfahren für ein Schutzschaltgerät ( SG) zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises mit :
- einer mechanischen Trennkontakteinheit (MK) , die in Serie mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) geschaltet ist , wobei die Serienschaltung einerseits mit mindestens einem netzseitigen und andererseits mit mindestens einem lastseitigen Anschluss verbunden ist ,
- dass die mechanische Trennkontakteinheit (MK) durch ein Öf fnen von Kontakten zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis geschaltet werden kann,
- dass die elektronische Unterbrechungseinheit (EU) durch halbleiterbasierte Schaltelemente in einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis geschaltet werden kann,
- dass die Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises ermittelt wird und bei Überschreitung von Strom- oder/und Strom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird,
- dass eine Signalisierung eines hochohmigen oder niederohmigen Zustandes der elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) über einen Meldeausgang ( SO) erfolgt .
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