WO2024046795A1 - Circuit breaker and method - Google Patents

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WO2024046795A1
WO2024046795A1 PCT/EP2023/072908 EP2023072908W WO2024046795A1 WO 2024046795 A1 WO2024046795 A1 WO 2024046795A1 EP 2023072908 W EP2023072908 W EP 2023072908W WO 2024046795 A1 WO2024046795 A1 WO 2024046795A1
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Marvin TANNHÄUSER
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to the technical field of a protective switching device for a low-voltage circuit with an electronic interruption unit according to the preamble of claim 1 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 greater than extra-low voltage, with values of 50 volts alternating voltage or 120 volts DC, are .
  • Low voltage circuit or network or system are circuits with rated currents or Rated currents of up to 125 amperes, specifically up to 63 amperes.
  • Low-voltage circuits are in particular circuits with rated currents or Rated currents of up to 50 amps, 40 amps, 32 amps, 25 amps, 16 amps or 10 amps are meant.
  • the current values mentioned refer in particular to nominal, rated and/or switching off currents, i.e. H . the maximum current that is normally carried through the circuit or in which the electrical circuit is usually interrupted, for example by a protective device such as a protective switching device, circuit breaker or circuit breaker.
  • 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 overcurrent protection devices that are used in electrical installation technology in low-voltage circuits. These protect cables from damage caused by heating due to excessive current and/or short circuits.
  • a Circuit breaker can automatically switch off the circuit in the event of overload and/or short circuit.
  • a circuit breaker is a non-automatically resetting safety element.
  • circuit breakers In contrast to circuit breakers, circuit breakers are intended for currents greater than 125 A, sometimes even from 63 amps. Circuit breakers are therefore designed to be simpler and more delicate. Circuit breakers usually have a mounting option for mounting on a so-called top-hat rail (mounting rail, DIN rail, TH35).
  • Circuit breakers according to the state of the art are built electromechanically. In a housing they have a mechanical switching contact or Shunt release for interrupting (tripping) the electrical current. Usually a bimetal protective element or Bimetal element used for tripping (interruption) in the event of long-lasting overcurrent (overcurrent protection z) or in the event of thermal overload (overload protection z). An electromagnetic release with a coil is used for short-term triggering when an overcurrent limit or used in the event of a short circuit (short circuit protection). One or more arc quenching chamber(s) or Facilities for extinguishing arcs are provided. Furthermore, connection elements for conductors of the electrical circuit to be protected.
  • Residual current circuit breakers for electrical circuits are generally known. Residual current circuit breakers are also known as residual current devices, or RCD for short. Residual current circuit breakers determine the total current in an electrical circuit, which is normally zero, and interrupt it when a differential current value is exceeded, i.e. H . a current sum of non-zero, which exceeds a certain (difference) current value or fault current value, the electrical circuit. Almost all previous residual current circuit breakers have a summation current transformer whose primary winding is formed by the conductors of the circuit and whose secondary winding delivers the sum of current which is used directly or indirectly to interrupt the electrical circuit.
  • a fault occurs, for example, if there is an electrical connection from a phase conductor of the electrical circuit to earth. For example, if a person touches the phase conductor. Then part of the electrical current does not flow as usual via the neutral conductor or Neutral conductor returns, but via the person and the earth. This fault current can now be detected with the help of the summation current transformer, since the sum of the inflowing and returning current recorded in terms of amount is not zero. Via a relay or A holding magnet release, for example with connected mechanics, will interrupt the circuit, e.g. B. at least one, part or all lines. Residual current circuit breakers for detecting alternating residual currents are generally known from publication DE 44 32 643 Al.
  • the main function of residual current circuit breakers is to protect people from electrical currents (electric shock). as well as systems, machines or buildings from fire due to electrical insulation faults.
  • residual current circuit breaker or whose summation current transformer is designed in such a way that the secondary-side energy of the summation current transformer is used to actuate a tripping unit or an interruption unit or A trigger is sufficient then such residual current circuit breakers are called mains voltage independent.
  • mains voltage dependent residual current circuit breakers contain a power supply to supply energy for residual current detection (mains voltage independent ones do not). These power supplies are required, for example, to control residual currents in DC networks and mixed DC/AC networks. can be detected in circuits with high frequencies.
  • Protective switching devices with an electronic interruption unit are relatively new developments. These have a semiconductor-based electronic interruption unit. D. H .
  • the electrical current flow of the low-voltage circuit is routed via semiconductor components or semiconductor switches, which interrupt the electrical current flow. can be switched conductive.
  • Protective switching devices with an electronic interruption unit also often have a mechanical isolating contact system, in particular with isolating properties in accordance with relevant standards for low-voltage circuits, the contacts of the mechanical isolating contact system being connected in series to the electronic interruption unit, i.e. H .
  • the current of the low-voltage circuit to be protected is routed via both the mechanical isolating contact system and the electronic interruption unit.
  • the present 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 period of oscillation corresponds to one full revolution 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.
  • the term instantaneous angular frequency is also used.
  • the time-dependent value from 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). Ie 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 ensure protection against residual currents caused by people while at the same time reducing the burden on potentially affected people due to current avoidance processes of the protective switching device.
  • a protective switching device of the type mentioned above, in particular to ensure protection against residual currents caused by people while at the same time reducing the burden on potentially affected people due to current avoidance processes of the protective switching device.
  • a protective switching device for protecting an electrical low-voltage circuit, in particular a low-voltage alternating circuit, comprising:
  • a differential current sensor unit for determining the level of a differential current in the conductors of the low-voltage circuit
  • a first voltage sensor unit for determining the level of voltage in the conductors of the low-voltage circuit
  • a mechanical isolating contact unit which has a closed state of the contacts for a current flow in the low-voltage circuit or an open state of the contacts for a current flow-avoiding galvanic isolation in the low-voltage circuit
  • the mechanical isolating contact unit can be operated and switched in particular by a mechanical handle, so that an opening of contacts to avoid a current flow or a closing of the contacts for a current flow in the low-voltage circuit can be switched (through the handle), thus (in particular) a galvanic isolation in the low-voltage circuit can be switched;
  • opening contacts is also referred to as disconnecting and closing contacts is referred to as switching on;
  • an electronic interruption unit which is connected in series on the circuit side to the mechanical isolating contact unit and which, through semiconductor-based switching elements, has a high-resistance (in particular non-conducting) state of the switching elements to avoid a current flow or a low-resistance state of the switching elements to prevent current flow in the low-voltage circuit;
  • a high-resistance (particularly non-conductive) state of the switching elements (to avoid current flow) is also called a switched-off state (process: switching off) and a low-resistance (conducting) state of the switching elements (for current flow) is also called a switched-on state (process: switching on). designated ;
  • control unit that is connected to the differential current sensor unit, the first voltage sensor unit, the mechanical isolating contact unit and the electronic interruption unit.
  • the protective switching device in particular the control unit, is designed such that when differential current limit values or differential current time limit values are exceeded (i.e. if a Difference current limit value is exceeded for a first period of time) an avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed and the amount of the instantaneous value of the voltage of the low-voltage circuit subsequently falls below a voltage threshold, in particular that the high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit (with the isolating contacts closed) is initiated at the next zero crossing of the voltage.
  • any repercussions on people who may be involved are avoided by immediate current avoidance, in particular by the electronic interruption unit, which can carry out very rapid current avoidance, for example in the (small) milliseconds or microsecond range
  • Current avoidance is carried out in terms of at least approximately non-reactive difference current levels. This is based on the assumption that in current avoidance processes (switching processes) with small currents through a human body, the current avoidance occurs almost without any repercussions, i.e. H . this for example Ventricular fibrillation is avoided, which could possibly occur more strongly due to an abrupt shutdown at high currents.
  • a corresponding evaluation or processing can advantageously be carried out using the instantaneous value of the voltage.
  • only the mechanical isolating contact unit can be operated by the mechanical handle. Switching on and off using the electronic interruption unit cannot be operated (directly) on the device.
  • an effective value of the differential current is determined from the level of the determined instantaneous differential current.
  • the effective value of the differential current is compared with an (effective) differential current limit or (effective) differential current time limit and, if exceeded, prevention of current flow in the low-voltage circuit is initiated as suggested.
  • the instantaneous value of the differential current is determined in terms of Exceeding the differential current limit values or differential current time limit values is used.
  • a current sensor unit connected to the control unit is provided for determining the level of a current in the conductors of the low-voltage circuit.
  • the protective switching device in particular the control unit, is designed in such a way that when first current limit values or first current time limit values are exceeded, avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed.
  • the current flow is avoided within a first period of time, which is in particular less than 1 ms, more specifically less than 100 ps or 10 ps.
  • the mechanical isolating contact unit is assigned to the load-side connections.
  • a corresponding method for a protective switching device for a low-voltage circuit with electronic (semiconductor-based) switching elements is claimed with the same and further advantages.
  • a corresponding computer program product for a protective switching device includes commands which, when the program is executed by a microcontroller, cause the microcontroller to implement the embodiments according to the invention or Procedure of the protective switching device to be carried out or to support .
  • the computer program product includes commands which, when the program is executed by a microcontroller, cause the microcontroller to implement the embodiments according to the invention or Procedure of the protective switching device to be carried out or to support .
  • differential current limit values or differential current time limit values are exceeded, an avoidance of current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of switching elements of an electronic interruption unit when isolating contacts are closed and the amount of the instantaneous value of the voltage subsequently falls below a voltage threshold value.
  • the avoidance of current flow is initiated at the next zero crossing of the voltage.
  • the microcontroller is part of the protective switching device, especially the control unit.
  • a corresponding computer-readable storage medium on which the computer program product is stored is claimed.
  • Figure 1 shows a first schematic diagram of a protective switching device
  • Figure 2 shows a second schematic diagram of a protective switching device.
  • Figure 1 shows a representation of a protective switching device SG for protecting an electrical low-voltage circuit, in particular a low-voltage alternating circuit, with a housing GEH, comprising:
  • - network-side connections which i. B. include a network-side neutral conductor connection NG and a network-side phase conductor connection LG,
  • - load-side connections which i. B. include a load-side neutral conductor connection NL and a load-side phase conductor connection LL,
  • An energy source is usually connected to the grid-side connections / the grid side GRID energy source connected,
  • a consumer is usually connected to the load side connections / the load side LOAD;
  • the load-side connection points APNL, APLL are connected to the load-side neutral and phase conductor connections NL, LL, so that an opening of contacts KKN, KKL to avoid a current flow or a closing of the contacts KKN, KKL to prevent a current flow in the low-voltage circuit can be switched.
  • electronic interruption unit EU (which in the case of a single-pole version is arranged in particular in the phase conductor) with a network-side connection point EUG, which is in electrical connection with the network-side phase conductor connection LG, and a load-side connection point EUL, which is connected to the network-side Connection point APLG of the mechanical isolating contact unit MK is in electrical connection or is connected, wherein the electronic interruption unit EU has a high-resistance state of the switching elements to avoid 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 (not shown). is switchable,
  • the differential current sensor unit ZCT for determining the level of a (momentary) differential current of the conductors of the low-voltage circuit
  • the differential current sensor unit ZCT is arranged in the example between the electronic interruption unit EU and the mechanical isolating contact unit MK, it can alternatively be between mechanical Isolating contact unit MK and the load-side neutral and Phase conductor connections NL, LL can be provided (arranged), as can alternatively be provided (arranged) between the electronic interruption unit EU and the network-side connections NG, LG.
  • the differential current sensor unit ZCT determines the magnitude of the differential current of the conductors of the low-voltage circuit (to be protected) that are routed through the protective switching device. In the example of a single-phase AC circuit with neutral conductor and phase conductor.
  • the differential current sensor unit ZCT can be a classic summation current transformer.
  • the primary side of the summation current transformer is formed by the conductors of the low-voltage circuit (in the example phase conductor and neutral conductor).
  • the secondary side of the summation current transformer is connected to the SE control unit.
  • a current sensor unit SI for determining the level of the current of the low-voltage circuit, which is arranged in particular in the current path of the phase conductor or phase conductor current path,
  • a first voltage sensor unit SUA for determining the level of the voltage of the low-voltage circuit, in particular the grid-side (GRID) voltage or the voltage in the area of the grid-side connections LG, NG,
  • a second voltage sensor unit SUB for determining the level of voltage across the electronic interruption unit EU
  • control unit SE which is connected to the differential current sensor unit ZCT, (optionally) to the current sensor unit SI, to the first voltage sensor unit SUA, (optionally) to the second voltage sensor unit SUB, to the mechanical isolating contact unit MK and the electronic interruption unit EU.
  • the protective switching device SG in particular the control unit SE, is designed in such a way that when differential current limit values or differential current time limit values DSG1 are exceeded, a current flow in the low-voltage circuit is avoided by a high-resistance state of the switching elements of the electronic Interrupting unit is initiated when the isolating contacts are closed when the amount of the instantaneous value of the voltage falls below a voltage threshold.
  • differential current limit values or differential current time limit values DSG1 are exceeded, an avoidance of current flow in the low-voltage circuit can be initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed in the next zero crossing of the voltage.
  • the differential current can be evaluated via a digital algorithm in the control unit, for example by means of a microcontroller contained in the control unit.
  • the algorithm detects that differential current limit values or differential current time limit values have been exceeded (a fault current is detected)
  • the system waits until the magnitude of the instantaneous voltage value falls below a voltage threshold.
  • the electronic interruption unit then becomes high-resistance to prevent current flow in the low-voltage circuit. This can be done by a computer program product for a microcontroller or a control unit for a protective switching device can be implemented.
  • the voltage threshold value can be in the range of less than 50 volts, less than 25 volts or in particular less than 12 volts.
  • the optionally provided current sensor unit S I which is connected to the control unit SE, for determining the level of a current in the conductors of the low-voltage circuit, can design the protective switching device SG in such a way that when first current limit values are exceeded (i.e. if the level of the current exceeds the (amount) of the first current limit value) or first current time limit values (i.e. the first current limit value is exceeded for a first period of time; i.e. if the level of the (amount of) current exceeds the first current limit value for a first period of time) avoidance of a Current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed.
  • the current flow can be avoided within a first period of time, which is in particular less than 1 ms, more specifically less than 100 ps or 10 ps.
  • the mechanical isolating contact unit MK is arranged on the load side
  • the electronic interruption unit EU is arranged on the network side according to the invention.
  • the GRID network side with the energy source is normally under electrical voltage.
  • An electrical consumer is usually connected to the load side LOAD.
  • the protective switching device can be designed in such a way that the level of the voltage across the electronic interruption unit can be determined.
  • D. H the level of a voltage between the network-side connection point EUG and the load-side connection point EUL of the electronic interruption unit EU can be determined or is determined.
  • a second voltage sensor unit SUB is provided which is connected to the control unit SE and which determines the level of the voltage between the network-side connection point EUG and the load-side connection point EUL of the electronic interruption unit EU.
  • the voltage across the series connection of the electronic interruption unit EU and current sensor S I can alternatively also be determined, as shown in Figure 1.
  • the current sensor unit S I has a very low internal resistance, so that the determination of the level of the voltage is not or negligibly affected.
  • the protective switching device is designed in such a way that the first voltage sensor unit SUA is provided, which determines the level of the voltage of the low-voltage circuit, in particular between the network-side neutral conductor connection NG and the network-side phase conductor connection LG, as shown in FIG. 1.
  • the electronic interruption unit EU is designed with a single pole, in the example in the phase conductor.
  • the network-side connection point APNG for the neutral conductor of the mechanical isolating contact unit MK is connected to the network-side neutral conductor connection NG of the GEH housing.
  • the protective switching device SG is advantageously designed in such a way that the contacts of the mechanical isolating contact unit MK can be opened by the control unit SE, but cannot be closed, 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 the contacts KKL, KKN to manual (manual) opening or closing.
  • the mechanical handle HH indicates the switching state (open or closed) of the contacts of the mechanical isolating contact unit MK, in particular through a (purely) mechanical connection, on the protective switching device.
  • the contact position (or the position of the handle, closed or opened) can be transmitted to the control unit SE.
  • the contact position (or the position of the handle) can e.g. B. be determined by means of a sensor, such as a position sensor.
  • the contact position or The switching status can be transmitted to the control unit SE.
  • the position sensor can be part of the mechanical isolating contact unit MK.
  • the position sensor can be a component in the electronic first part (EPART, Figure 2).
  • a Hall sensor can be provided in the electronic first part (EPART), which detects and transmits the position of the contacts
  • the mechanical isolating contact unit is in particular a standard-compliant isolating contact unit for protective switching devices Installation technology in accordance with the standard, which corresponds to the regulations for classic circuit breakers (MCB) and residual current circuit breakers (RCD).
  • MBB classic circuit breakers
  • RCD residual current circuit breakers
  • 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 a release signal. This is also indicated by the arrow from the control unit SE to the mechanical isolating contacts unit MK.
  • the protective switching device SG has a power supply or power supply NT, for example a switching power supply.
  • the energy supply/power supply unit NT is provided for the control unit SE, which is indicated by a connection between the energy supply/power supply unit NT and the control unit SE in FIG.
  • the power supply/power pack NT is (on the other hand) connected to the network-side neutral conductor connection NG and the network-side phase conductor connection LG.
  • a fuse SS in particular a fuse, or a switch Sch ( Figure 2) can advantageously be provided in the connection to the network-side neutral conductor connection NG (or/and phase conductor connection LG).
  • the power supply unit NT is normally constantly supplied with energy, especially from the network-side connections. If necessary, it is protected by the SS fuse or can be switched off using the SCH switch.
  • the switch Sch can be designed in such a way that the switch can only be opened when the contacts are in the open state. This increases the safety of the device, as the electronics (especially the Control unit) cannot be switched off when the contacts are closed.
  • the fuse SS not only has the purpose of securing the energy supply by means of the power supply unit NT, but is also intended, in particular in the case of a two-part structure (see Figure 2), to protect the "electronic" first part EPART or its entire units (such as especially the control unit, electronic interruption unit, if necessary voltage sensor unit (s), differential current sensor unit, if necessary current sensor unit, if necessary measurement impedance, etc.).
  • a measuring impedance ZM can be connected to the network-side neutral conductor connection NG via the fuse SS.
  • a three-pole electronic unit or an electronic first part EPART (FIG. 2) can advantageously be realized, for example as a module that has three connections with respect to the low-voltage circuit, a neutral conductor connection and two phase conductor connections.
  • the electronic first part EPART can have further connections, in particular for control or measurement information, such as a release signal Enable / enable, opening signal OEF, position information (from the position unit POS) and / or differential current signal (level of the differential current) from the differential current sensor unit ZCT .
  • the electronic unit or electronic first part EPART has, for example, the electronic interruption unit EU, the control unit SE, the power supply NT (in particular including fuse SS), the current sensor unit ST, the first voltage sensor unit SUA and optionally the second voltage sensor unit SUB.
  • the low voltage circuit may be a three-phase alternating circuit, with a neutral conductor and three phase conductors.
  • the protective switching device can be designed as a three-phase variant and, for example, have additional line-side and load-side phase conductor connections.
  • Electronic interruption units according to the invention and contacts of the mechanical isolating contact unit are provided in an analogous manner between the further network-side and load-side phase conductor connections.
  • the respective conductors (three phase conductors LI, L2, L3, neutral conductor N) are routed through the differential current unit ZCT.
  • high-resistance is meant a condition in which only a negligible current flows.
  • high-resistance means resistance values of greater than 1 kiloohm, better greater than 10 kiloohm, 100 kiloohm, 1 megaohm, 10 megaohm, 100 megaohm, 1 gigaohm or greater.
  • Low-resistance means a condition in which the current value specified on the protective switching device could flow.
  • low-resistance means resistance values that are smaller than 10 ohms, preferably smaller than 1 ohm, 100 milliohms, 10 milliohms, 1 milliohms or smaller.
  • Figure 2 shows a representation according to Figure 1, with the difference that the protective switching device is constructed in two parts. It contains an electronic first part EPART, for example on a printed circuit board.
  • the first part EPART can have the control unit SE, the first voltage sensor unit SUA, the second voltage sensor unit SUB, the current sensor unit SI, the electronic interruption unit EU, the power supply NT.
  • the first part can have the fuse SS, a switch SCH, the measuring impedance ZM, a temperature sensor TEM (in particular for the electronic interruption unit EU), a communication unit COM, a display unit AE, and, as a variant, a position sensor unit POS.
  • the electronic first part EPART has only three connections to the low-voltage circuit:
  • connection EN for a connection to the network-side neutral conductor connection NG.
  • the two connections: to the mains-side phase conductor connection LG and for the or. to the grid-side phase conductor connection point APLG have a high current-carrying capacity, e.g. B. several amps, greater than 10A / 16 A - depending on the nominal current or Rated current of the low-voltage circuit, in particular to carry the load current even in the event of a short circuit or overload.
  • a high current-carrying capacity e.g. B. several amps, greater than 10A / 16 A - depending on the nominal current or Rated current of the low-voltage circuit, in particular to carry the load current even in the event of a short circuit or overload.
  • the third connection EN for the connection to the network-side neutral conductor connection NG has a (in comparison) low current-carrying capacity, e.g. B. less than 1A, a few mA - depending on the energy requirements of the units supplied, especially in the electronic first part EPART.
  • the third connection EN is designed with a low current carrying capacity to supply power to the power supply and to measure voltage between the phase conductor and neutral conductor of the low-voltage circuit.
  • this third connection EN is protected by a fuse SS. This can be achieved using a fusible fuse or a cost-effective conductor track fuse (thin conductor track of appropriate length and thickness on the circuit board).
  • EPART electronic first part
  • This short-circuit current is fed from the network via the network-side connections.
  • An upstream circuit breaker often has a much higher tripping current and feeds low-voltage circuits provided in parallel. If there is a fault in the protective switching device (the protective switching device of the protected low-voltage circuit) and the upstream circuit breaker is triggered, error-free parallel circuits would also be switched off, which is therefore avoided.
  • the communication unit COM can in particular be a wireless communication unit.
  • the communication unit COM can have a (manual) input unit on the protective switching device for (manual) acknowledgment of states on the protective switching device SG.
  • the acknowledgment can also take place (wired and/or wirelessly) via the communication unit COM.
  • the communication unit COM can have a display function.
  • a separate display unit can also be provided.
  • the protective switching device contains a second part, in particular a mechanical one, MPART.
  • the second part MPART can have the mechanical isolating contact unit MK, the handle HH, a release unit EG. Furthermore, the second part can have a position unit POS, for reporting the position of the contacts of the mechanical isolating contacts unit MK to the control unit, as well as the (neutral conductor) connection (s).
  • the second part MPART has the differential current sensor unit ZCT, like a summation current transformer, as is known, for example, from classic residual current circuit breakers.
  • the release unit/release function FG enables the actuation of the contacts of the mechanical isolating contact unit to be released by the handle HH when a release signal enable is present.
  • D. H Closing the contacts KKL, KKN by the handle is only possible when the release signal enable (from the control unit SE) is present. Otherwise closing is not possible (continuous slide of the handle HH).
  • the contacts remain in the open position/switching state.
  • the release unit FG can cause the contacts to open (second function of the release unit FG) if an opening signal OEF (from the control unit SE) is present.
  • the release unit/release function FG then acts as a trigger unit for opening the contacts of the mechanical isolating contact unit MK.
  • the protective switching device SG in particular the control unit SE, is further designed in such a way that if current limit values or current time limit values are exceeded (i.e. if a current limit value is exceeded for a certain period of time), avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated, in particular by one To avoid short-circuit current. This is achieved in particular by the electronic interruption unit EU changing from the low-resistance state to the high-resistance state.
  • the avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated, for example, by a first interruption signal that is sent from the control unit SE to the electronic interruption unit EU.
  • the mechanical isolating contact unit MK can alternatively or additionally be controlled by the control unit SE in order to initiate avoidance of a current flow in the low-voltage circuit when current limit values or current time limit values are exceeded. In particular, this may be: leads to galvanic isolation.
  • Galvanic interruption of the low-voltage circuit occurs, for example, by a second interruption signal that is sent from the control unit SE to the mechanical isolating contact system MK.
  • the electronic interruption unit EU can have semiconductor components such as bipolar transistors, field effect transistors (FET), insulated gate bipolar transistors (IGBT), metal oxide layer field effect transistors (MOSFET) or other (self-guided) power semiconductors.
  • semiconductor components such as bipolar transistors, field effect transistors (FET), insulated gate bipolar transistors (IGBT), metal oxide layer field effect transistors (MOSFET) or other (self-guided) power semiconductors.
  • IGBTs and MOSFETs are particularly suitable for the protective switching device according to the invention due to low flow resistances, high junction resistances and good switching behavior.
  • the mechanical isolating contact unit MK refers in particular to a (standard) isolating function, implemented by the isolating contact unit MK.
  • a disconnecting function the points are: -Minimum air distance according to standard (voltage-dependent) (minimum distance of the contacts), -Contact position display of the contacts of the mechanical isolating contact system, -Opening of the mechanical isolating contact system is always possible (no blocking of the isolating contact system - especially by the handle, free release) , meant .
  • the protective switching device can be designed as a DIN rail-mountable protective switching device SG with a width of, for example, 1 TE, 1.5 TE or 2 TE with two-pole connections (L, N).
  • the width of built-in devices such as protective switching devices, circuit breakers, residual current circuit breakers, etc. is specified in division units, TE for short.
  • the width of a division unit is ⁇ 18 mm.
  • a single-pole circuit breaker according to the prior art has a width of 1 HP.
  • the internals of electrical installation distributors are tailored to the division units in accordance with DIN 43871 “Small installation distributors for built-in devices up to 63 A”, e.g. the width of mounting rails/hat rails.
  • the protective switching device SG in particular the control unit SE, can be designed in such a way that when effective differential current time limit values are exceeded, avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated, for example by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed.
  • the effective differential current time limit values can be limit values according to relevant standards, such as DIN EN 61008-1.
  • a current differential current limit value can be higher in magnitude than the effective differential current time limit value.
  • the current differential current limit is a value from the range of 2 to 100 times the effective differential current time limit value.
  • the current differential current limit can be a value of 200 mA, for example.
  • the protective switching device can be designed in such a way that, for example, when a differential current value of 200 mA is reached, the current flow is avoided immediately. This means that if the differential current is high, it cannot be switched off with a delay, but rather immediately (in order to increase personal safety in particular (accepting the possible fibrillation of the ventricle, but possibly without fatal consequences, since the energy input is reduced)).
  • the computer program product can advantageously be stored on a computer-readable storage medium; such as a USB stick, CD-ROM, etc. ; be saved, e.g. B. to enable an upgrade to an extended version.
  • a computer-readable storage medium such as a USB stick, CD-ROM, etc.
  • the computer program product can also advantageously be transmitted using a data carrier signal.
  • the SE control unit can:
  • a digital circuit e.g. B. with a (further) microprocessor; the (further) microprocessor can also contain an analogue part;

Abstract

The invention relates to a circuit breaker (SG) for protecting an electric low-voltage circuit for an alternating voltage, wherein the level of a differential current of conductors of the low-voltage circuit is ascertained, and if differential current thresholds or differential current time thresholds (DSG1) have been exceeded, a process for preventing the flow of current in the low-voltage circuit is initiated by means of a high-ohmic state of switching elements of an electronic interruption unit in the closed state of separating contacts with a subsequent present voltage value which falls below a voltage threshold.

Description

Beschreibung Description
Schutzschaltgerät und Verfahren Circuit breaker and method
Die Erfindung betri f ft das technische Gebiet eines Schutz- schaltgerätes für einen Niederspannungsstromkreis mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit nach dem Oberbegri f f von Patentanspruch 1 und ein Verfahren für ein Schutzschaltgerät für einen Niederspannungsstromkreis mit einer elektronischen Unterbrechungseinheit . The invention relates to the technical field of a protective switching device for a low-voltage circuit with an electronic interruption unit according to the preamble of claim 1 and a method for a protective switching device for a low-voltage circuit with an electronic interruption unit.
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 . 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 greater than extra-low voltage, with values of 50 volts alternating voltage or 120 volts DC, are .
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. With low voltage circuit or network or system are circuits with rated currents or Rated currents of up to 125 amperes, specifically up to 63 amperes. Low-voltage circuits are in particular circuits with rated currents or Rated currents of up to 50 amps, 40 amps, 32 amps, 25 amps, 16 amps or 10 amps are meant. The current values mentioned refer in particular to nominal, rated and/or switching off currents, i.e. H . the maximum current that is normally carried through the circuit or in which the electrical circuit is usually interrupted, for example by a protective device such as a protective switching device, circuit breaker or circuit breaker. 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.
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 . Circuit breakers have long been known overcurrent protection devices that are used in electrical installation technology in low-voltage circuits. These protect cables from damage caused by heating due to excessive current and/or short circuits. A Circuit breaker can automatically switch off the circuit in the event of overload and/or short circuit. A circuit breaker is a non-automatically resetting safety element.
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 . In contrast to circuit breakers, circuit breakers are intended for currents greater than 125 A, sometimes even from 63 amps. Circuit breakers are therefore designed to be simpler and more delicate. Circuit breakers usually have a mounting option for mounting on a so-called top-hat rail (mounting rail, DIN rail, TH35).
Leitungsschutzschalter gemäß dem Stand der Technik 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 Überstrom (Uberstromschut z ) respektive bei thermischer Überlast (Überlastschut z ) eingesetzt . Ein elektromagnetischer Auslöser mit einer Spule wird zur kurz zeitigen Auslösung bei Überschreiten eines Uberstromgrenzwerts 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 . Circuit breakers according to the state of the art are built electromechanically. In a housing they have a mechanical switching contact or Shunt release for interrupting (tripping) the electrical current. Usually a bimetal protective element or Bimetal element used for tripping (interruption) in the event of long-lasting overcurrent (overcurrent protection z) or in the event of thermal overload (overload protection z). An electromagnetic release with a coil is used for short-term triggering when an overcurrent limit or used in the event of a short circuit (short circuit protection). One or more arc quenching chamber(s) or Facilities for extinguishing arcs are provided. Furthermore, connection elements for conductors of the electrical circuit to be protected.
Fehlerstromschutzschalter für elektrische Stromkreise , insbesondere für Niederspannungsstromkreise bzw . -anlagen, sind allgemein bekannt . Fehlerstromschutzschalter werden auch als Residual Current Devices bezeichnet , kurz RCD . Fehlerstromschutzschalter ermitteln die Stromsumme in einem elektrischen Stromkreis , die im Normal fall null ist , und unterbrechen bei Überschreiten eines Di f ferenzstromwertes , d . h . einer Stromsumme von ungleich null , die einen bestimmten ( Di f ferenz- ) Stromwert respektive Fehlerstromwert übersteigt , den elektrischen Stromkreis . Fast alle bisherigen Fehlerstromschutzschalter weisen einen Summenstromwandler auf , dessen Primärwicklung durch die Leiter des Stromkreises gebildet wird und dessen Sekundärwicklung die Stromsumme abgibt , welche direkt oder indirekt zur Unterbrechung des elektrischen Stromkreises verwendet wird . Residual current circuit breakers for electrical circuits, especially for low-voltage circuits or systems, are generally known. Residual current circuit breakers are also known as residual current devices, or RCD for short. Residual current circuit breakers determine the total current in an electrical circuit, which is normally zero, and interrupt it when a differential current value is exceeded, i.e. H . a current sum of non-zero, which exceeds a certain (difference) current value or fault current value, the electrical circuit. Almost all previous residual current circuit breakers have a summation current transformer whose primary winding is formed by the conductors of the circuit and whose secondary winding delivers the sum of current which is used directly or indirectly to interrupt the electrical circuit.
Hierzu sind zwei oder mehr Leiter, meist Hin- und Rückleiter bzw . Außen- und Neutralleiter in einem Einphasenwechselstrom- Netz , alle drei Außenleiter oder alle drei Außenleiter und der Neutralleiter bei einem Dreiphasenwechselstromnetz , durch einen, meist einen ringförmigen Kern aus ferromagnetischen Material aufweisenden, Stromwandler geführt . Gewandelt wird nur der Di f ferenzstrom, d . h . ein von Hin- und Rückstrom abweichender Strom, aus den Leitern . Üblicherweise ist die Stromsumme in einem elektrischen Stromkreis gleich null . So können Fehlerströme erkannt werden . This requires two or more conductors, usually forward and return conductors or The external and neutral conductors in a single-phase alternating current network, all three external conductors or all three external conductors and the neutral conductor in a three-phase alternating current network, are led through a current transformer, usually having an annular core made of ferromagnetic material. Only the differential current is converted, i.e. H . a current deviating from forward and reverse current, from the conductors. Typically, the sum of current in an electrical circuit is zero. This allows fault currents to be detected.
Fließt beispielsweise energiesenkenseitig bzw . verbraucherseitig ein Strom gegen Erde ab, so wird in diesem Zusammenhang von einem Fehlerstrom gesprochen . Ein Fehlerfall liegt beispielsweise dann vor, wenn eine elektrische Verbindung von einem Phasenleiter des elektrischen Stromkreises zur Erde existiert . Beispielsweise , wenn eine Person den Phasenleiter berührt . Dann fließt ein Teil des elektrischen Stromes nicht wie üblich über den Neutralleiter bzw . Nullleiter zurück, sondern über die Person und die Erde . Dieser Fehlerstrom kann nun mit Hil fe des Summenstromwandlers erfasst werden, da die betragsmäßig erfasste Summe aus zufließenden und zurückfließenden Strom ungleich Null ist . Uber ein Relais bzw . einen Haltemagnet-Auslöser , beispielsweise mit verbundener Mechanik, wird eine Unterbrechung des Stromkreises , z . B . mindestens einer, eines Teils oder aller Leitungen bewirkt . Fehlerstromschutzschalter zur Erfassung von Wechsel fehlerströmen sind allgemein aus der Druckschri ft DE 44 32 643 Al bekannt . For example, flows on the energy sink side or If a current flows to earth on the consumer side, this is referred to as a residual current. A fault occurs, for example, if there is an electrical connection from a phase conductor of the electrical circuit to earth. For example, if a person touches the phase conductor. Then part of the electrical current does not flow as usual via the neutral conductor or Neutral conductor returns, but via the person and the earth. This fault current can now be detected with the help of the summation current transformer, since the sum of the inflowing and returning current recorded in terms of amount is not zero. Via a relay or A holding magnet release, for example with connected mechanics, will interrupt the circuit, e.g. B. at least one, part or all lines. Residual current circuit breakers for detecting alternating residual currents are generally known from publication DE 44 32 643 Al.
Die Haupt funktion von Fehlerstromschutzschaltern ist Personen vor elektrischen Strömen ( elektrischer Schlag) zu schützen, sowie Anlagen, Maschinen oder Gebäude vor Brand durch elektrische I solations fehler . The main function of residual current circuit breakers is to protect people from electrical currents (electric shock). as well as systems, machines or buildings from fire due to electrical insulation faults.
Wenn der Fehlerstromschutzschalter bzw . dessen Summenstromwandler so ausgebildet ist , dass die sekundärseitige Energie des Summenstromwandlers zur Betätigung einer Auslöseeinheit bzw . einer Unterbrechungseinheit bzw . eines Auslösers ausreicht , dann nennt man derartige Fehlerstromschutzschalter netzspannungsunabhängig . If the residual current circuit breaker or whose summation current transformer is designed in such a way that the secondary-side energy of the summation current transformer is used to actuate a tripping unit or an interruption unit or A trigger is sufficient, then such residual current circuit breakers are called mains voltage independent.
Wenn eine Hil fsenergie für den Auslösekreis benötigt bzw . eingesetzt wird, die in der Regel durch ein im Fehlerstromschutzschalter vorgesehenes Netzteil erzeugt wird, nennt man derartige Fehlerstromschutzschalter netzspannungsabhängig . D . h . netzspannungsabhängige Fehlerstromschutzschalter enthalten ein Netzteil zur Energieversorgung einer Fehlerstromerkennung (netzspannungsunabhängige nicht ) . Diese Netzteile sind beispielsweise erforderlich, um Fehlerströme in Gleichspannungsnetzen sowie gemischten Gleich/Wechselstromnet zen bzw . bei Stromkreisen mit hohen Frequenzen zu erkennen . If auxiliary energy is required for the trip circuit or is used, which is usually generated by a power supply provided in the residual current circuit breaker, such residual current circuit breakers are called mains voltage dependent. D. H . Mains voltage-dependent residual current circuit breakers contain a power supply to supply energy for residual current detection (mains voltage independent ones do not). These power supplies are required, for example, to control residual currents in DC networks and mixed DC/AC networks. can be detected in circuits with high frequencies.
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 ein mechanisches Trennkontaktsystem auf , insbesondere mit Trennereigenschaften gemäß einschlägigem Normen für Niederspannungsstromkreise , wobei die Kontakte des mechanischen Trennkontaktsystems in Serie zur elektronischen Unterbrechungseinheit geschaltet sind, d . h . der Strom des zu schützenden Niederspannungsstromkreises wird sowohl über das mechanische Trennkontaktsystem als auch über die elektronische Unterbrechungseinheit geführt . Die vorliegende 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 Protective switching devices with an electronic interruption unit are relatively new developments. These have a semiconductor-based electronic interruption unit. D. H . The electrical current flow of the low-voltage circuit is routed via semiconductor components or semiconductor switches, which interrupt the electrical current flow. can be switched conductive. Protective switching devices with an electronic interruption unit also often have a mechanical isolating contact system, in particular with isolating properties in accordance with relevant standards for low-voltage circuits, the contacts of the mechanical isolating contact system being connected in series to the electronic interruption unit, i.e. H . The current of the low-voltage circuit to be protected is routed via both the mechanical isolating contact system and the electronic interruption unit. The present 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. The time dependence of the instantaneous voltage value u(t) of the alternating voltage is given by the equation: u(t) = U * sin ( 2n * f * t) described. Where: u(t) = instantaneous voltage value at time t
U = Amplitude der Spannung U = amplitude of the voltage
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) 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 period of oscillation corresponds to one full revolution 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. The angular frequency of a harmonic oscillation is always 2n times its frequency, i.e.: w = 2n*f = 2n/T = angular frequency of the alternating voltage (T = period of the oscillation)
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) The specification of the angular frequency (w) is often preferred over the frequency (f), since many formulas in vibration theory can be represented more compactly using the angular frequency due to the occurrence of trigonometric functions, the period of which is by definition 2n: 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° ) . In the case of angular frequencies that are not constant over time, the term instantaneous angular frequency is also used. In the case of a sinusoidal, in particular time-constant, alternating voltage, the time-dependent value from 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). Ie the phase angle cp ( t ) periodically passes through the range O...2n or 0°...360°. Ie the phase angle periodically takes on a value between 0 and 2n or 0° and 360° (cp = n* (0...2n) or cp = n* (0°...360°), due to periodicity; shortened: cp = O...2n or cp = 0°...360°).
Mit momentanem Spannungswert u(t) oder momentanen Stromwert oder momentanem Differenzstromwert ist folglich der momentane Wert der Spannung / des Stromes / des Differenzstromes zum Zeitpunkt t, d.h. bei einer sinusförmigen (periodischen) Wechselspannung der Wert der Spannung / des Stromes / des Differenzstromes zum Phasenwinkel cp gemeint (cp = O...2n bzw. cp = 0°...360°, der jeweiligen Periode) . With instantaneous voltage value u(t) or instantaneous current value or instantaneous differential current value, the instantaneous value of the voltage/current/differential current at time t is therefore the instantaneous value of the voltage/current/differential current at time t, i.e. with a sinusoidal (periodic) alternating voltage, the value of the voltage/current/differential current is the phase angle cp means (cp = O...2n or cp = 0°...360°, of the respective period).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schutzschaltgerät eingangs genannter Art zu verbessern, insbesondere den Schutz gegen Fehlerströme durch Personen zu gewährleisten bei gleichzeitiger Verminderung der Belastung von möglicherweise betroffenen Personen durch Stromvermeidungsvorgänge des Schutzschaltgerätes. Alternativ ein neuartiges Konzept für ein derartiges Schutzschaltgerät zu schaffen. The object of the present invention is to improve a protective switching device of the type mentioned above, in particular to ensure protection against residual currents caused by people while at the same time reducing the burden on potentially affected people due to current avoidance processes of the protective switching device. Alternatively, to create a novel concept for such a protective switching device.
Diese Aufgabe wird durch ein Schutzschaltgeräte mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, sowie durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 7 gelöst. This task is achieved by a protective switching device with the features of patent claim 1, and by a method according to patent claim 7.
Erfindungsgemäß ist ein Schutzschaltgerät zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises, insbesondere Niederspannungswechselstromkreises, vorgesehen, aufweisend: According to the invention, a protective switching device is provided for protecting an electrical low-voltage circuit, in particular a low-voltage alternating circuit, comprising:
- ein Gehäuse mit netzseitigen und lastseitigen Anschlüssen für Leiter des Niederspannungsstromkreises, - a housing with network-side and load-side connections for conductors of the low-voltage circuit,
- eine Differenzstromsensoreinheit, zur Ermittlung der Höhe eines Differenzstromes der Leiter des Niederspannungsstromkreises, - eine erste Spannungssensoreinheit , zur Ermittlung der Höhe einer Spannung der Leiter des Niederspannungsstromkreises ,- a differential current sensor unit for determining the level of a differential current in the conductors of the low-voltage circuit, - a first voltage sensor unit for determining the level of voltage in the conductors of the low-voltage circuit,
- eine mechanische Trennkontakteinheit , die einen geschlossenen Zustand der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis oder einen geöf fneten Zustand der Kontakte für eine stromflussvermeidende galvanische Trennung im Niederspannungsstromkreis aufweist , die mechanische Trennkontakteinheit ist insbesondere durch eine mechanische Handhabe bedienbar und schaltbar, so dass ein Öf fnen von Kontakten zur Vermeidung eines Stromflusses oder ein Schließen der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis ( durch die Handhabe ) schaltbar ist , damit ist ( insbesondere ) eine galvanische Trennung im Niederspannungsstromkreis schaltbar ; bei einer mechanischen Trennkontakteinheit wird ein Öf fnen von Kontakten auch als Freischalten und ein Schließen von Kontakten als Zuschalten bezeichnet ; - a mechanical isolating contact unit, which has a closed state of the contacts for a current flow in the low-voltage circuit or an open state of the contacts for a current flow-avoiding galvanic isolation in the low-voltage circuit, the mechanical isolating contact unit can be operated and switched in particular by a mechanical handle, so that an opening of contacts to avoid a current flow or a closing of the contacts for a current flow in the low-voltage circuit can be switched (through the handle), thus (in particular) a galvanic isolation in the low-voltage circuit can be switched; In the case of a mechanical isolating contact unit, opening contacts is also referred to as disconnecting and closing contacts is referred to as switching on;
- eine elektronische Unterbrechungseinheit , die stromkreisseitig in Serie zur mechanischen Trennkontakteinheit geschaltet ist und die durch halbleiterbasierte Schaltelemente einen hochohmigen ( insbesondere nichtleitenden) Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis aufweist ; bei einer elektronische Unterbrechungseinheit wird ein hochohmiger ( insbesondere nichtleitender ) Zustand der Schaltelemente ( zur Vermeidung eines Stromflusses ) auch als ausgeschalteter Zustand (Vorgang : Ausschalten) und ein niederohmiger ( leitender ) Zustand der Schaltelemente ( zum Stromfluss ) als eingeschalter Zustand (Vorgang : Einschalten) bezeichnet ;- an electronic interruption unit, which is connected in series on the circuit side to the mechanical isolating contact unit and which, through semiconductor-based switching elements, has a high-resistance (in particular non-conducting) state of the switching elements to avoid a current flow or a low-resistance state of the switching elements to prevent current flow in the low-voltage circuit; In an electronic interruption unit, a high-resistance (particularly non-conductive) state of the switching elements (to avoid current flow) is also called a switched-off state (process: switching off) and a low-resistance (conducting) state of the switching elements (for current flow) is also called a switched-on state (process: switching on). designated ;
- einer Steuerungseinheit , die mit der Di f ferenzstromsensoreinheit , der ersten Spannungssensoreinheit , der mechanischen Trennkontakteinheit und der elektronischen Unterbrechungseinheit verbunden ist . - a control unit that is connected to the differential current sensor unit, the first voltage sensor unit, the mechanical isolating contact unit and the electronic interruption unit.
Erfindungsgemäß ist das Schutzschaltgerät , insbesondere die Steuerungseinheit , derart ausgestaltet , dass bei Überschreitung von Di f ferenzstromgrenzwerten oder Di f ferenzstrom-Zeitgrenzwerten ( d . h . wenn ein Di f ferenzstromgrenzwert für eine erste Zeitspanne überschritten wird) eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte bei nachfolgender Un- terschreitung des Betrages des Momentanwertes der Spannung des Niederspannungsstromkreises unter einen Spannungsschwellwert initiiert wird, insbesondere , dass der hochohmige Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit (bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte ) im nächsten Nulldurchgang der Spannung initiiert wird . According to the invention, the protective switching device, in particular the control unit, is designed such that when differential current limit values or differential current time limit values are exceeded (i.e. if a Difference current limit value is exceeded for a first period of time) an avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed and the amount of the instantaneous value of the voltage of the low-voltage circuit subsequently falls below a voltage threshold, in particular that the high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit (with the isolating contacts closed) is initiated at the next zero crossing of the voltage.
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine neuartige Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis bei Überschreitung von Di f ferenzstromgrenzwerten oder Di f ferenz- strom-Zeitgrenzwerten gegeben ist , wobei die Vermeidung nicht sofort bei Überschreitung der Di f ferenzstromgrenzwerte oder Di f ferenzstrom-Zeitgrenzwerte erfolgt , sondern erst nach einer Reduzierung der Höhe der Spannung, speziell im Nulldurchgang ( Spannung gleich Null ) , durchgeführt wird . In einem Niederspannungswechselstromkreis ist ein fehlerhafter Di f ferenzstrom ( Fehlerstrom) ebenfalls ein Wechselstrom . Durch Abschaltung, beispielweise im Nulldurchgang oder nahe des Nulldurchganges , d . h . wenn die Spannung einen Spannungsschwellwert betragsmäßig unterschritten hat , werden eventuelle Rückwirkungen durch sofortige Stromvermeidung, insbesondere durch die elektronische Unterbrechungseinheit , die eine sehr schnelle Stromvermeidung, beispielsweise im ( kleinen) Millisekunden oder Mikrosekunden-Bereich, durchführen kann, auf möglicherweise beteiligte Personen vermieden, da bei betragsmäßig zumindest annähernd rückwirkungs freien Di f ferenzstromhöhen eine Stromvermeidung durchgeführt wird . Hierbei liegt die Annahme zugrunde , dass bei Stromvermeidungsvorgängen ( Schaltvorgängen) bei betragsmäßig kleinen Strömen durch einen menschlichen Körper die Stromvermeidung annähernd rückwirkungs frei erfolgt , d . h . das beispielsweise Herzkammer flimmern vermieden wird, welches durch eine abrupte Abschaltung bei hohen Strömen möglicherweise stärker auftreten könnte. This has the particular advantage that a new type of avoidance of current flow in the low-voltage circuit is provided when differential current limit values or differential current time limit values are exceeded, whereby the avoidance does not take place immediately when the differential current limit values or differential current time limit values are exceeded, but only after a reduction in the level of voltage, especially at zero crossing (voltage equal to zero). In a low-voltage AC circuit, a faulty differential current (fault current) is also an AC current. By switching off, for example at zero crossing or near zero crossing, i.e. H . If the voltage has fallen below a voltage threshold value, any repercussions on people who may be involved are avoided by immediate current avoidance, in particular by the electronic interruption unit, which can carry out very rapid current avoidance, for example in the (small) milliseconds or microsecond range Current avoidance is carried out in terms of at least approximately non-reactive difference current levels. This is based on the assumption that in current avoidance processes (switching processes) with small currents through a human body, the current avoidance occurs almost without any repercussions, i.e. H . this for example Ventricular fibrillation is avoided, which could possibly occur more strongly due to an abrupt shutdown at high currents.
Hier kann vorteilhaft eine entsprechende Auswertung bzw. Verarbeitung unter Verwendung des Momentwertes der Spannung erfolgen . Here, a corresponding evaluation or processing can advantageously be carried out using the instantaneous value of the voltage.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und im Ausführungsbeispiel angegeben. Further advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims and in the exemplary embodiment.
Vorteilhaft ist durch die mechanische Handhabe insbesondere nur die mechanische Trennkontakteinheit bedienbar. Das Ein- und Ausschalten mittels der elektronischen Unterbrechungseinheit ist nicht (direkt) am Gerät bedienbar. Advantageously, only the mechanical isolating contact unit can be operated by the mechanical handle. Switching on and off using the electronic interruption unit cannot be operated (directly) on the device.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird aus der Höhe des ermittelten momentanen Differenzstromes ein Effektivwert des Differenzstromes ermittelt. Der Effektivwert des Differenzstromes wird mit einem (effektiven) Differenzstromgrenzwert oder (effektiven) Differenzstrom-Zeitgrenzwert verglichen und bei Überschreitung wird eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis wie vorgeschlagen initiiert . In an advantageous embodiment of the invention, an effective value of the differential current is determined from the level of the determined instantaneous differential current. The effective value of the differential current is compared with an (effective) differential current limit or (effective) differential current time limit and, if exceeded, prevention of current flow in the low-voltage circuit is initiated as suggested.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass hinsichtlich eines effektiven Differenzstrom-Zeitgrenzwertes eine Auswertung erfolgt, der einer klassischen Auswertung entspricht, wie sie heute in Fehlerstromschutzschaltern gemäß dem Stand der Technik verwendet wird. This has the particular advantage that an evaluation is carried out with regard to an effective differential current time limit value, which corresponds to a classic evaluation as is used today in residual current circuit breakers according to the state of the art.
Für die Auswertung des effektiven Differenzstrom-Zeitgrenzwertes kann vorteilhaft der Effektivwert des Differenzstromes verwendet werden. Beispielsweise durch eine RMS-Wert (root mean square = Effektivwert) Ermittlung des Differenzstromes. Bei Überschreitung der entsprechenden normgemäßen (FI- Schutzschalter) Dif f erenzstrom-/Zeitgrenzwerte erfolgt die erfindungsgemäße Vermeidung des Stromflusses. The effective value of the differential current can advantageously be used to evaluate the effective differential current time limit value. For example, by determining the differential current using an RMS value (root mean square = effective value). If the corresponding standard (FI circuit breaker) differential current/time limit values are exceeded, the current flow is avoided according to the invention.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird der Momentwert des Differenzstromes hinsichtlich der Überschreitung der Di f ferenzstromgrenzwerte oder Di f ferenzstrom-Zeitgrenzwerte verwendet wird . In an advantageous embodiment of the invention, the instantaneous value of the differential current is determined in terms of Exceeding the differential current limit values or differential current time limit values is used.
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine schnellere bzw . ( quasi ) Sof ortabschaltung bei betragsmäßiger Überschreitung erfolgt , wobei sofort nach einer ersten Verminderung der Spannung eine Stromvermeidung erfolgt . This has the particular advantage that a faster or (quasi-) Immediate shutdown occurs when the amount is exceeded, with current avoidance occurring immediately after an initial reduction in voltage.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine mit der Steuerungseinheit verbundene Stromsensoreinheit vorgesehen, zur Ermittlung der Höhe eines Stromes der Leiter des Niederspannungsstromkreises . Das Schutzschaltgerät , insbesondere die Steuerungseinheit , ist derart ausgestaltet , dass bei Überschreitung von ersten Stromgrenzwerten oder ersten Strom- Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte initiiert wird . In an advantageous embodiment of the invention, a current sensor unit connected to the control unit is provided for determining the level of a current in the conductors of the low-voltage circuit. The protective switching device, in particular the control unit, is designed in such a way that when first current limit values or first current time limit values are exceeded, avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed.
Dies hat den besonderen Vorteil , dass neben der Di f ferenzstromerfassung und den damit verbundenen Schutz funktionen auch eine Überstrom-/Kurzschlussstromerf assung gegeben ist , so dass vorteilhaft ein kombiniertes Fehlerstrom-/Leitungs- schut z-Schut zschaltgerät gegeben ist . This has the particular advantage that in addition to the differential current detection and the associated protective functions, there is also overcurrent/short-circuit current detection, so that a combined residual current/line protection switching device is advantageously provided.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt nach Überschreitung der Stromgrenzwerte oder Strom-Zeitgrenz- werte die Vermeidung des Stromflusses innerhalb einer ersten Zeitdauer, die insbesondere kleiner als 1 ms , spezieller kleiner als 100 ps oder 10 ps ist . In an advantageous embodiment of the invention, after the current limit values or current time limit values are exceeded, the current flow is avoided within a first period of time, which is in particular less than 1 ms, more specifically less than 100 ps or 10 ps.
Dies hat den besonderen Vorteil , dass neuartig eine sehr schnelle Stromvermeidung bei einer Überstrom-/Kurzschluss- stromerf assung (Ereignis ) gegeben ist . This has the particular advantage that, in a new way, very fast current avoidance is possible in the event of an overcurrent/short-circuit current detection (event).
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die mechanische Trennkontakteinheit den lastseitigen Anschlüssen zugeordnet . In an advantageous embodiment of the invention, the mechanical isolating contact unit is assigned to the load-side connections.
Dies hat den besonderen Vorteil , dass eine das erfindungsgemäße Verhalten des Schutzschaltgerätes unterstützende Architektur gegeben ist , da einerseits bei hochohmiger Unterbrechungseinheit der Stromfluss unterbrochen ist , das Schutzschaltgerät aber auch bei geöf fneten Kontakten weiterhin mit Energie versorgt wird, so dass weiterhin erfindungsgemäß gearbeitet werden kann . This has the particular advantage that there is an architecture that supports the behavior of the protective switching device according to the invention, on the one hand with high impedance The interruption unit interrupts the current flow, but the protective switching device continues to be supplied with energy even when the contacts are open, so that work can continue to be carried out according to the invention.
Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes Verfahren für ein Schutzschaltgerät für einen Niederspannungsstromkreis mit elektronischen (halbleiterbasierten) Schaltelementen mit den gleichen und weiteren Vorteilen beansprucht . According to the invention, a corresponding method for a protective switching device for a low-voltage circuit with electronic (semiconductor-based) switching elements is claimed with the same and further advantages.
Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes Computerprogrammprodukt für ein Schutzschaltgerät beansprucht . Das Computerprogrammprodukt umfasst Befehle , die bei der Aus führung des Programms durch einen Mikrocontroller diesen veranlassen die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen bzw . Verfahren des Schutz- schaltgerätes durchzuführen bzw . zu unterstützen . Insbesondere , dass bei Überschreitung von Di f ferenzstromgrenzwerten oder Di f ferenzstrom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand von Schaltelementen einer elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand von Trennkontakten bei nachfolgender Unterschreitung des Betrages des Momentanwertes der Spannung unter einen Spannungsschwellwert initiiert wird . According to the invention, a corresponding computer program product for a protective switching device is claimed. The computer program product includes commands which, when the program is executed by a microcontroller, cause the microcontroller to implement the embodiments according to the invention or Procedure of the protective switching device to be carried out or to support . In particular, when differential current limit values or differential current time limit values are exceeded, an avoidance of current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of switching elements of an electronic interruption unit when isolating contacts are closed and the amount of the instantaneous value of the voltage subsequently falls below a voltage threshold value.
Spezieller, dass die Vermeidung des Stromflusses im nächsten Nulldurchgang der Spannung initiiert wird . More specifically, the avoidance of current flow is initiated at the next zero crossing of the voltage.
Der Mikrocontroller ist Teil des Schutzschaltgerätes , insbesondere der Steuerungseinheit . The microcontroller is part of the protective switching device, especially the control unit.
Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist , beansprucht . According to the invention, a corresponding computer-readable storage medium on which the computer program product is stored is claimed.
Erfindungsgemäß wird ein korrespondierendes Datenträgersignal , das das Computerprogrammprodukt überträgt , beansprucht . According to the invention, a corresponding data carrier signal that transmits the computer program product is claimed.
Alle Ausgestaltungen, sowohl in abhängiger Form rückbezogen auf den Patentanspruch 1 bzw . 7 , als auch rückbezogen lediglich auf einzelne Merkmale oder Merkmalskombinationen von Patentansprüchen, insbesondere auch ein Rückbezug der anhängigen Anordnungsansprüche auf den unabhängigen Verfahrensanspruch, bewirken eine Verbesserung eines Schutzschaltgerätes , insbesondere eine Verbesserung der Sicherheit für Personen und stellen eine neues Konzept für ein Schutzschaltgerät für Di f ferenzströme ( Fehlerströme , die üblicherweise durch klassische Fehlerstromschutzschalter vermieden werden) bereit . All refinements, both in dependent form, refer back to patent claim 1 or 7, as well as referenced back Only individual features or combinations of features of patent claims, in particular a reference back to the pending arrangement claims to the independent method claim, bring about an improvement in a protective switching device, in particular an improvement in safety for people, and represent a new concept for a protective switching device for differential currents (residual currents). usually avoided by classic residual current circuit breakers).
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 . The described properties, features and advantages of this invention as well as the manner in which these are achieved will become clearer and more clearly understandable in connection with the following description of the exemplary embodiments, which are explained in more detail in connection with the drawing.
Dabei zeigt die Zeichnung : The drawing shows:
Figur 1 eine erste Prinzipdarstellung eines Schutzschaltgerätes , Figure 1 shows a first schematic diagram of a protective switching device,
Figur 2 eine zweite Prinzipdarstellung eines Schutzschaltgerätes . Figure 2 shows a second schematic diagram of a protective switching device.
Figur 1 zeigt eine Darstellung eines Schutzschaltgerätes SG zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreises , insbesondere Niederspannungswechselstromkreis , mit einem Gehäuse GEH, aufweisend : Figure 1 shows a representation of a protective switching device SG for protecting an electrical low-voltage circuit, in particular a low-voltage alternating circuit, with a housing GEH, comprising:
- netzseitige Anschlüsse , die i . B . einen netzseitigen Neutralleiteranschluss NG und einen netzseitigen Phasenleiteranschluss LG umfassen, - network-side connections, which i. B. include a network-side neutral conductor connection NG and a network-side phase conductor connection LG,
- lastseitige Anschlüsse , die i . B . einen lastseitigen Neutralleiteranschluss NL und einen lastseitigen Phasenleiteranschluss LL umfassen, - load-side connections, which i. B. include a load-side neutral conductor connection NL and a load-side phase conductor connection LL,
- die Anschlüsse sind für den Niederspannungsstromkreis vorgesehen; - the connections are intended for the low voltage circuit;
- an den netzseitige Anschlüssen / der Netzseite GRID ist üblicherweise eine Energiequelle angeschlossen / mit einer Energiequelle verbunden, - An energy source is usually connected to the grid-side connections / the grid side GRID energy source connected,
- an den lastseitige Anschlüssen / der Lastseite LOAD ist üblicherweise ein Verbraucher angeschlossen; - A consumer is usually connected to the load side connections / the load side LOAD;
- 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 KKN, KKL für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis schaltbar ist , - a (two-pole) mechanical isolating contact unit MK with load-side connection points APLL, APNL and network-side connection points APLG, APNG, with a load-side connection point APNL for the neutral conductor, a load-side connection point APLL for the phase conductor, a network-side connection point APNG for the neutral conductor, and a network-side connection point APNG for the phase conductor Grid-side connection point APLG is provided. The load-side connection points APNL, APLL are connected to the load-side neutral and phase conductor connections NL, LL, so that an opening of contacts KKN, KKL to avoid a current flow or a closing of the contacts KKN, KKL to prevent a current flow in the low-voltage circuit can be switched.
- eine , insbesondere einpolige , elektronische Unterbrechungseinheit EU, ( die bei einpoliger Aus führung insbesondere im Phasenleiter 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 EU durch (nicht dargestellte ) halbleiterbasierte Schaltelemente einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis aufweist bzw . schaltbar ist , - a, in particular single-pole, electronic interruption unit EU (which in the case of a single-pole version is arranged in particular in the phase conductor) with a network-side connection point EUG, which is in electrical connection with the network-side phase conductor connection LG, and a load-side connection point EUL, which is connected to the network-side Connection point APLG of the mechanical isolating contact unit MK is in electrical connection or is connected, wherein the electronic interruption unit EU has a high-resistance state of the switching elements to avoid 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 (not shown). is switchable,
- eine Di f ferenzstromsensoreinheit ZCT , zur Ermittlung der Höhe eines (momentanen) Di f ferenzstromes der Leiter des Nie- derspannungs-stromkreises , die Di f ferenzstromsensoreinheit ZCT ist im Beispiel zwischen elektronischer Unterbrechungseinheit EU und mechanischer Trennkontakteinheit MK angeordnet , sie kann alternativ zwischen mechanischer Trennkontakteinheit MK und den lastseitigen Neutral- und Phasenleiteranschlüssen NL, LL vorgesehen (angeordnet) sein, ebenso alternativ zwischen elektronischer Unterbrechungseinheit EU und den netzseitige Anschlüssen NG, LG vorgesehen (angeordnet) sein. Die Differenzstromsensoreinheit ZCT ermittelt die Höhe des Differenzstromes der durch das Schutzschaltgerät geführten (zu schützenden) Leiter des Niederspannungsstromkreises. Im Beispiel bei einem Einphasenwechselstromkreis von Neutralleiter und Phasenleiter. - a differential current sensor unit ZCT, for determining the level of a (momentary) differential current of the conductors of the low-voltage circuit, the differential current sensor unit ZCT is arranged in the example between the electronic interruption unit EU and the mechanical isolating contact unit MK, it can alternatively be between mechanical Isolating contact unit MK and the load-side neutral and Phase conductor connections NL, LL can be provided (arranged), as can alternatively be provided (arranged) between the electronic interruption unit EU and the network-side connections NG, LG. The differential current sensor unit ZCT determines the magnitude of the differential current of the conductors of the low-voltage circuit (to be protected) that are routed through the protective switching device. In the example of a single-phase AC circuit with neutral conductor and phase conductor.
Die Differenzstromsensoreinheit ZCT kann ein klassischer Summenstromwandler sein. Die Primärseite des Summenstromwandlers wird durch die Leiter des Niederspannungsstromkreises (im Beispiel Phasenleiter und Neutralleiter) gebildet. Die Sekundärseite des Summenstromwandlers ist mit der Steuerungseinheit SE verbunden. The differential current sensor unit ZCT can be a classic summation current transformer. The primary side of the summation current transformer is formed by the conductors of the low-voltage circuit (in the example phase conductor and neutral conductor). The secondary side of the summation current transformer is connected to the SE control unit.
- (optional) eine Stromsensoreinheit SI, zur Ermittlung der Höhe des Stromes des Niederspannungsstromkreises, die insbesondere im Strompfad des Phasenleiter bzw. Phasenleiterstrompfad angeordnet ist, - (optional) a current sensor unit SI, for determining the level of the current of the low-voltage circuit, which is arranged in particular in the current path of the phase conductor or phase conductor current path,
- eine erste Spannungssensoreinheit SUA, zur Ermittlung der Höhe der Spannung des Niederspannungsstromkreises, insbesondere der netzseitigen (GRID) Spannung bzw. der Spannung im Bereich der netzseitigen Anschlüsse LG, NG, - a first voltage sensor unit SUA, for determining the level of the voltage of the low-voltage circuit, in particular the grid-side (GRID) voltage or the voltage in the area of the grid-side connections LG, NG,
- (optional) eine zweite Spannungssensoreinheit SUB, zur Ermittlung der Höhe der Spannung über der elektronischen Unterbrechungseinheit EU, - (optional) a second voltage sensor unit SUB, for determining the level of voltage across the electronic interruption unit EU,
- einer Steuerungseinheit SE, die mit der Differenzstromsensoreinheit ZCT, (optional) mit der Stromsensoreinheit SI, mit der ersten Spannungssensoreinheit SUA, (optional) mit der zweiten Spannungssensoreinheit SUB, mit der mechanischen Trennkontakteinheit MK und der elektronischen Unterbrechungseinheit EU verbunden ist. - a control unit SE, which is connected to the differential current sensor unit ZCT, (optionally) to the current sensor unit SI, to the first voltage sensor unit SUA, (optionally) to the second voltage sensor unit SUB, to the mechanical isolating contact unit MK and the electronic interruption unit EU.
Erfindungsgemäß ist das Schutzschaltgerät SG, insbesondere die Steuerungseinheit SE, derart ausgestaltet, dass bei Überschreitung von Differenzstromgrenzwerten oder Differenzstrom-Zeitgrenzwerten DSG1 eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte bei nachfolgender Unterschreitung des Betrages des Momentanwertes der Spannung unter einen Spannungsschwellwert initiiert wird . According to the invention, the protective switching device SG, in particular the control unit SE, is designed in such a way that when differential current limit values or differential current time limit values DSG1 are exceeded, a current flow in the low-voltage circuit is avoided by a high-resistance state of the switching elements of the electronic Interrupting unit is initiated when the isolating contacts are closed when the amount of the instantaneous value of the voltage falls below a voltage threshold.
Spezieller kann bei Überschreitung von Di f ferenzstromgrenzwerten oder Di f ferenzstrom-Zeitgrenzwerten DSG1 eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte im nächsten Nulldurchgang der Spannung initiiert werden . More specifically, if differential current limit values or differential current time limit values DSG1 are exceeded, an avoidance of current flow in the low-voltage circuit can be initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed in the next zero crossing of the voltage.
D . h . sobald eine Überschreitung von Di f ferenzstromgrenzwerten oder Di f ferenzstrom-Zeitgrenzwerten erkannt wird ( eine entsprechende Fehlerstrom-Zeit-Grenze überschritten ist ) , wird nicht sofort die elektronische Unterbrechungseinheit EU hochohmig, sondern es wird gewartet , bis die Spannung ( als treibende Größe ) sich dem nächsten Nulldurchgang ausreichend angenähert hat und erst dann, bei Unterschreitung des Betrages des Momentanwertes der Spannung unter einen Spannungsschwellwert , wird die elektronische Unterbrechungseinheit hochohmig . D. H . As soon as an exceedance of differential current limit values or differential current time limit values is detected (a corresponding residual current time limit is exceeded), the electronic interruption unit EU does not immediately become high-resistance, but rather it is waited until the voltage (as a driving variable) increases has sufficiently approached the next zero crossing and only then, when the amount of the instantaneous value of the voltage falls below a voltage threshold value, does the electronic interruption unit become high-resistance.
Somit kann ein elektronisches Abschalten nahe des bzw . im Spannungs-Nulldurchgang realisiert werden . Zu diesem Zeitpunkt ist üblicherweise der Di f ferenzstrom nahe des bzw . im Nulldurchgang . Hiermit wird eine Rückwirkung auf den Di f ferenzstrom hervorrufenden Personen verringert bzw . minimiert , wodurch beispielsweise das Risiko für Herzkammer flimmern verringert wird, da vermutet wird, dass ein schneller Stromabriss die Gefahr von Herzkammer flimmern verursachen könnte . This means that an electronic switch-off can occur near or can be realized at voltage zero crossing. At this point in time, the difference current is usually close to or at zero crossing. This reduces or eliminates the impact on people causing the differential current. minimized, which, for example, reduces the risk of ventricular fibrillation, as it is suspected that a rapid current interruption could cause the risk of ventricular fibrillation.
Beispielsweise kann der Di f ferenzstrom über einen digitalen Algorithmus in der Steuerungseinheit , beispielsweise mittels einem in der Steuerungseinheit enthaltenen Microcontroller, ausgewertet werden . Sobald mittels des Algorithmus die Überschreitung von Di f ferenzstromgrenzwerten oder Di f ferenzstrom- Zeitgrenzwerten erkannt wird ( ein Fehlerstrom erkannt wird) , wird gewartet , bis der Betrag des Momentanwertes der Spannung einen Spannungsschwellwert unterschreitet . Anschließend wird die elektronische Unterbrechungseinheit hochohmig, zur Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis . Dies kann durch ein Computerprogrammprodukt für einen Mikrocontroller bzw . eine Steuerungseinheit für ein Schutzschaltgerät implementiert sein . For example, the differential current can be evaluated via a digital algorithm in the control unit, for example by means of a microcontroller contained in the control unit. As soon as the algorithm detects that differential current limit values or differential current time limit values have been exceeded (a fault current is detected), the system waits until the magnitude of the instantaneous voltage value falls below a voltage threshold. The electronic interruption unit then becomes high-resistance to prevent current flow in the low-voltage circuit. This can be done by a computer program product for a microcontroller or a control unit for a protective switching device can be implemented.
Der Spannungsschwellwert kann im Bereich kleiner 50 Volt , kleiner 25 Volt oder insbesondere kleiner 12 Volt sein . The voltage threshold value can be in the range of less than 50 volts, less than 25 volts or in particular less than 12 volts.
Die optional vorgesehene und mit der Steuerungseinheit SE verbundene Stromsensoreinheit S I , zur Ermittlung der Höhe eines Stromes der Leiter des Niederspannungsstromkreises , kann das Schutzschaltgerät SG derart ausgestalten, dass bei Überschreitung von ersten Stromgrenzwerten ( d . h . wenn die Höhe des Stromes den (Betrag) des ersten Stromgrenzwertes überschreitet ) oder ersten Strom-Zeitgrenzwerten ( d . h . der erste Stromgrenzwert ist für eine erste Zeitdauer überschritten; d . h . wenn die Höhe des (Betrages des ) Stromes den ersten Stromgrenzwert für eine erste Zeitdauer überschreitet ) eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte initiiert wird . The optionally provided current sensor unit S I, which is connected to the control unit SE, for determining the level of a current in the conductors of the low-voltage circuit, can design the protective switching device SG in such a way that when first current limit values are exceeded (i.e. if the level of the current exceeds the (amount) of the first current limit value) or first current time limit values (i.e. the first current limit value is exceeded for a first period of time; i.e. if the level of the (amount of) current exceeds the first current limit value for a first period of time) avoidance of a Current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed.
Speziell kann die Vermeidung des Stromflusses innerhalb einer ersten Zeitdauer erfolgen, die insbesondere kleiner als 1 ms , spezieller kleiner als 100 ps oder 10 ps ist . In particular, the current flow can be avoided within a first period of time, which is in particular less than 1 ms, more specifically less than 100 ps or 10 ps.
Die mechanische Trennkontakte Einheit MK ist im Beispiel lastseitig angeordnet , die elektronische Unterbrechungseinheit EU ist erfindungsgemäß netzseitig angeordnet . In the example, the mechanical isolating contact unit MK is arranged on the load side, the electronic interruption unit EU is arranged on the network side according to the invention.
Die Netzseite GRID mit der Energiequelle steht im Normal fall unter elektrischer Spannung . An der Lastseite LOAD ist üblicherweise ein elektrischer Verbraucher angeschlossen . The GRID network side with the energy source is normally under electrical voltage. An electrical consumer is usually connected to the load side LOAD.
Dies hat den Vorteil , dass sich keine weiteren ( insbesondere unter Spannung stehenden) Teile bzw . Komponenten zwischen den Kontakten der mechanischen Trennkontakteinheit / lastseitigen Anschlusspunkten (APLL, APNL ) der mechanischen Trennkontakteinheit und den beiden lastseitigen Anschlüssen ( LL, NL ) befinden . So kann auf Grund dieser Architektur bzw . Konstruktion sichergestellt werden, dass bei geöf fneten Kontakten KKL, KKN in keinem Fall eine Spannung an den lastseitigen Anschlüssen LL, NL ansteht . Hierdurch wird die Sicherheit des Schutzgerätes erhöht . This has the advantage that no other (particularly live) parts or components between the Contacts of the mechanical isolating contact unit / load-side connection points (APLL, APNL) of the mechanical isolating contact unit and the two load-side connections (LL, NL). Due to this architecture or Construction ensures that when the KKL, KKN contacts are open, there is never any voltage present at the load-side connections LL, NL. This increases the safety of the protective device.
Im Gegensatz dazu befinden sich bei anderen Architekturen, bei denen die mechanische Trennkontakteinheit netzseitig angeordnet , vor dem lastseitigen Anschluss häufig (nicht galvanisch getrennte ) elektronische Einheiten . In contrast, in other architectures in which the mechanical isolating contact unit is arranged on the network side, there are often (not galvanically isolated) electronic units in front of the load-side connection.
Das Schutzschaltgerät kann derart ausgestaltet sein, dass die Höhe der Spannung über der elektronischen Unterbrechungseinheit ermittelbar ist . D . h . die Höhe einer Spannung zwischen netzseitigen Verbindungspunkt EUG und lastseitigen Verbindungspunkt EUL der elektronischen Unterbrechungseinheit EU ist ermittelbar bzw . wird ermittelt . Hierzu ist im Beispiel gemäß Figur 1 eine mit der Steuerungseinheit SE verbundene zweite Spannungssensoreinheit SUB vorgesehen, die die Höhe der Spannung zwischen netzseitigen Verbindungspunkt EUG und lastseitigen Verbindungspunkt EUL der elektronischen Unterbrechungseinheit EU ermittelt . Bei der Spannungsmessung durch die zweite Spannungssensoreinheit SUB kann alternativ auch die Spannung über der Serienschaltung von elektronischer Unterbrechungseinheit EU und Stromsensor S I ermittelt werden, wie in Figur 1 dargestellt . Die Stromsensoreinheit S I weist einen sehr geringen Innenwiderstand auf , so dass die Ermittlung der Höhe der Spannung nicht oder vernachlässigbar beeinträchtigt wird . The protective switching device can be designed in such a way that the level of the voltage across the electronic interruption unit can be determined. D. H . the level of a voltage between the network-side connection point EUG and the load-side connection point EUL of the electronic interruption unit EU can be determined or is determined. For this purpose, in the example according to Figure 1, a second voltage sensor unit SUB is provided which is connected to the control unit SE and which determines the level of the voltage between the network-side connection point EUG and the load-side connection point EUL of the electronic interruption unit EU. When measuring the voltage by the second voltage sensor unit SUB, the voltage across the series connection of the electronic interruption unit EU and current sensor S I can alternatively also be determined, as shown in Figure 1. The current sensor unit S I has a very low internal resistance, so that the determination of the level of the voltage is not or negligibly affected.
Das Schutzschaltgerät ist derart ausgestaltet , dass die erste Spannungssensoreinheit SUA vorgesehen ist , die die Höhe der Spannung des Niederspannungsstromkreises , insbesondere zwischen netzseitigen Neutralleiteranschluss NG und netzseitigen Phasenleiteranschluss LG ermittelt , wie in Figur 1 dargestellt . 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 . The protective switching device is designed in such a way that the first voltage sensor unit SUA is provided, which determines the level of the voltage of the low-voltage circuit, in particular between the network-side neutral conductor connection NG and the network-side phase conductor connection LG, as shown in FIG. 1. In the example according to FIG. 1, the electronic interruption unit EU is designed with a single pole, in the example in the phase conductor. Here, the network-side connection point APNG for the neutral conductor of the mechanical isolating contact unit MK is connected to the network-side neutral conductor connection NG of the GEH housing.
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 . The protective switching device SG is advantageously designed in such a way that the contacts of the mechanical isolating contact unit MK can be opened by the control unit SE, but cannot be closed, which is indicated by an arrow from the control unit SE to the mechanical isolating contact unit MK.
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 den Schalt zustand ( Of fen oder Geschlossen) der Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit MK, insbesondere durch eine ( rein) mechanische Verbindung, am Schutzschaltgerät an . Des Weiteren kann die Kontaktstellung (bzw . die Position der Handhabe , geschlossen bzw . geöf fnet ) an die Steuerungseinheit SE übermittelbar sein . Die Kontaktstellung (bzw . die Position der Handhabe ) kann z . B . mittels eines Sensors ermittelt werden, wie einem Positionssensor . Die Kontaktstellung bzw . der Schalt zustand kann zur Steuerungseinheit SE übermittelt werden . Der Positionssensor kann ein Teil der mechanischen Trennkontakteinheit MK sein . Alternativ kann der Positionssensor eine Komponente im elektronischen ersten Teil (EPART , Figur 2 ) sein . Z . B . kann im elektronischen ersten Teil (EPART ) ein Hallsensor vorgesehen werden, der die Stellung der Kontakte oder/und der Handhabe berührungslos erfasst und übermittelt . The mechanical isolating contact unit MK can be operated by a mechanical handle HH on the protective switching device SG in order to switch the contacts KKL, KKN to manual (manual) opening or closing. The mechanical handle HH indicates the switching state (open or closed) of the contacts of the mechanical isolating contact unit MK, in particular through a (purely) mechanical connection, on the protective switching device. Furthermore, the contact position (or the position of the handle, closed or opened) can be transmitted to the control unit SE. The contact position (or the position of the handle) can e.g. B. be determined by means of a sensor, such as a position sensor. The contact position or The switching status can be transmitted to the control unit SE. The position sensor can be part of the mechanical isolating contact unit MK. Alternatively, the position sensor can be a component in the electronic first part (EPART, Figure 2). Z. B. A Hall sensor can be provided in the electronic first part (EPART), which detects and transmits the position of the contacts and/or the handle without contact.
Die mechanische Trennkontakteinheit ist insbesondere einen normgerechte Trennkontakteinheit für Schutzschaltgeräte der Installationstechnik gemäß Norm, wobei sie den Vorschriften für klassische Leitungsschutzschalter (MCB) bzw. Fehlerstromschutzschalter (RCD) entspricht. The mechanical isolating contact unit is in particular a standard-compliant isolating contact unit for protective switching devices Installation technology in accordance with the standard, which corresponds to the regulations for classic circuit breakers (MCB) and residual current circuit breakers (RCD).
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. 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 a release signal. This is also indicated by the arrow from the control unit SE to the mechanical isolating contacts unit MK.
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") . This means that the contacts KKL, KKN of the mechanical isolating contact unit MK can only be closed by the handle HH when the release or the release signal (from the control unit) is present. Without the release or the release signal, the handle HH can be operated, but the contacts cannot be closed (“permanent slippage”).
Das Schutzschaltgerät SG weist eine Energieversorgung bzw. Netzteil NT, beispielsweise ein Schaltnetzteil, auf. Insbesondere ist die Energieversorgung / Netzteil NT für die Steuerungseinheit SE vorgesehen, was durch eine Verbindung zwischen Energieversorgung / Netzteil NT und Steuerungseinheit SE in Figur 1 angedeutet ist. Die Energieversorgung / Netzteil 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 Schmelzsicherung, oder ein Schalter Sch (Figur 2) vorgesehen sein. The protective switching device SG has a power supply or power supply NT, for example a switching power supply. In particular, the energy supply/power supply unit NT is provided for the control unit SE, which is indicated by a connection between the energy supply/power supply unit NT and the control unit SE in FIG. The power supply/power pack NT is (on the other hand) connected to the network-side neutral conductor connection NG and the network-side phase conductor connection LG. A fuse SS, in particular a fuse, or a switch Sch (Figure 2) can advantageously be provided in the connection to the network-side neutral conductor connection NG (or/and phase conductor connection LG).
Das Netzteil NT ist erfindungsgemäß im Normalfall ständig mit Energie versorgt, speziell von den netzseitigen Anschlüssen. Es ist ggfs. durch die Sicherung SS abgesichert bzw. kann durch den Schalter SCH abgeschaltet werden. Vorteilhafterweise kann der Schalter Sch so ausgeführt sein, dass der Schalter nur dann geöffnet werden kann, wenn sich die Kontakte im geöffneten Zustand befinden. Dies erhöht die Sicherheit des Gerätes, da die Elektronik (insbesondere die Steuerungseinheit) nicht bei geschlossenen Kontakten abgeschaltet werden kann. According to the invention, the power supply unit NT is normally constantly supplied with energy, especially from the network-side connections. If necessary, it is protected by the SS fuse or can be switched off using the SCH switch. Advantageously, the switch Sch can be designed in such a way that the switch can only be opened when the contacts are in the open state. This increases the safety of the device, as the electronics (especially the Control unit) cannot be switched off when the contacts are closed.
Die Sicherung SS hat nicht nur den Zweck, die Energieversorgung mittels des Netzteils NT abzusichern, sondern soll auch insbesondere im Falle eines zweiteiligen Aufbaus (siehe Figur 2) den „elektronischen" ersten Teil EPART bzw. dessen insbesondere gesamte Einheiten absichern (wie speziell Steuerungseinheit, elektronische Unterbrechungseinheit, ggfs. Spannungssensoreinheit ( en) , Differenzstromsensoreinheit, ggfs. Stromsensoreinheit, ggfs. Messimpedanz, etc.) . The fuse SS not only has the purpose of securing the energy supply by means of the power supply unit NT, but is also intended, in particular in the case of a two-part structure (see Figure 2), to protect the "electronic" first part EPART or its entire units (such as especially the control unit, electronic interruption unit, if necessary voltage sensor unit (s), differential current sensor unit, if necessary current sensor unit, if necessary measurement impedance, etc.).
Es kann eine Messimpedanz ZM über die Sicherung SS mit dem netzseitigen Neutralleiteranschluss NG verbunden sein. A measuring impedance ZM can be connected to the network-side neutral conductor connection NG via the fuse SS.
Damit kann vorteilhaft eine dreipolige Elektronikeinheit bzw. ein elektronischer erster Teil EPART (Figur 2) realisiert werden, beispielsweise als Modul, das drei Anschlüsse hinsichtlich des Niederspannungsstromkreises aufweist, einen Neutralleiteranschluss und zwei Phasenleiteranschlüsse. Der elektronische erste Teil EPART kann weitere Anschlüsse aufweisen, insbesondere für Steuer- oder Meßinformationen, wie für ein Freigabesignal Enable / enable, Öf fnungssignal OEF, Postionsinf ormation (von der Positionseinheit POS) oder/und Differenzstromsignal (Höhe des Differenzstromes) von der Differenzstromsensoreinheit ZCT. This means that a three-pole electronic unit or an electronic first part EPART (FIG. 2) can advantageously be realized, for example as a module that has three connections with respect to the low-voltage circuit, a neutral conductor connection and two phase conductor connections. The electronic first part EPART can have further connections, in particular for control or measurement information, such as a release signal Enable / enable, opening signal OEF, position information (from the position unit POS) and / or differential current signal (level of the differential current) from the differential current sensor unit ZCT .
Die Elektronikeinheit bzw. elektronischer erster Teil EPART (Figur 2) weist beispielsweise die elektronische Unterbrechungseinheit EU, die Steuerungseinheit SE, die Energieversorgung NT (insbesondere inklusive Sicherung SS) , die Stromsensoreinheit ST, die erste Spannungssensoreinheit SUA und optional die zweite Spannungssensoreinheit SUB auf. The electronic unit or electronic first part EPART (Figure 2) has, for example, the electronic interruption unit EU, the control unit SE, the power supply NT (in particular including fuse SS), the current sensor unit ST, the first voltage sensor unit SUA and optionally the second voltage sensor unit SUB.
Bezüglich der drei Anschlüsse hinsichtlich des Niederspannungsstromkreises des elektronischen ersten Teils EPART besteht damit der Vorteil, dass nur zwei Phasenleiteranschlüsse eine hohe Stromtragfähigkeit (mehrere Ampere, um den Laststrom zu führen) aufweisen müssen und der Neutralleiteranschluss nur eine ( im Vergleich) geringe Stromtragfähigkeit (beispielsweise kleiner als 1 A, wenige mA - in Abhängigkeit vom Energiebedarf der Steuerungseinheit ) aufweisen muss . Dies vereinfacht die Konstruktion und erhöht die Sicherheit des Gerätes , da bei einem Fehler im elektronischen ersten Teil EPART kein großer Kurzschlussstrom über diese Verbindung fließen kann . With regard to the three connections with regard to the low-voltage circuit of the electronic first part EPART, there is the advantage that only two phase conductor connections have to have a high current-carrying capacity (several amperes to carry the load current) and that Neutral conductor connection must only have a (in comparison) low current carrying capacity (for example less than 1 A, a few mA - depending on the energy requirements of the control unit). This simplifies the design and increases the safety of the device, since in the event of a fault in the electronic first part EPART, no large short-circuit current can flow through this connection.
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 Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit vorgesehen . Die j eweiligen Leiter ( drei Phasenleiter LI , L2 , L3 , Neutralleiter N) sind durch die Di f ferenzstromeinheit ZCT geführt . The low voltage circuit may be a three-phase alternating circuit, with a neutral conductor and three phase conductors. For this purpose, the protective switching device can be designed as a three-phase variant and, for example, have additional line-side and load-side phase conductor connections. Electronic interruption units according to the invention and contacts of the mechanical isolating contact unit are provided in an analogous manner between the further network-side and load-side phase conductor connections. The respective conductors (three phase conductors LI, L2, L3, neutral conductor N) are routed through the differential current unit ZCT.
Ebenso können weitere Stromsensoreinheiten / Spannungssensoreinheiten vorgesehen sein . Likewise, further current sensor units/voltage sensor units can be provided.
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 . By high-resistance is meant a condition in which only a negligible current flows. In particular, high-resistance means resistance values of greater than 1 kiloohm, better greater than 10 kiloohm, 100 kiloohm, 1 megaohm, 10 megaohm, 100 megaohm, 1 gigaohm or greater.
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 . Low-resistance means a condition in which the current value specified on the protective switching device could flow. In particular, low-resistance means resistance values that are smaller than 10 ohms, preferably smaller than 1 ohm, 100 milliohms, 10 milliohms, 1 milliohms or smaller.
Figur 2 zeigt eine Darstellung gemäß Figur 1 , mit dem Unterschied, dass das Schutzschaltgerät zweiteilig auf gebaut ist . Es enthält einen elektronischen ersten Teil EPART , beispielsweise auf einer Leiterplatte / Printed Circuit Board . Der erste Teil EPART kann die Steuerungseinheit SE , die erste Spannungssensoreinheit SUA, die zweite Spannungssensoreinheit SUB, die Stromsensoreinheit S I , die elektronische Unterbrechungseinheit EU, die Energieversorgung NT , aufweisen . Ferner kann der erste Teil die Schmel zsicherung SS , einen Schalter SCH, die Meßimpedanz ZM, einen Temperatursensor TEM ( insbesondere für die elektronische Unterbrechungseinheit EU) , eine Kommunikationseinheit COM, eine Anzeigeeinheit AE , sowie als Variante eine Positionssensoreinheit POS aufweisen . Figure 2 shows a representation according to Figure 1, with the difference that the protective switching device is constructed in two parts. It contains an electronic first part EPART, for example on a printed circuit board. The first part EPART can have the control unit SE, the first voltage sensor unit SUA, the second voltage sensor unit SUB, the current sensor unit SI, the electronic interruption unit EU, the power supply NT. Furthermore, the first part can have the fuse SS, a switch SCH, the measuring impedance ZM, a temperature sensor TEM (in particular for the electronic interruption unit EU), a communication unit COM, a display unit AE, and, as a variant, a position sensor unit POS.
Der elektronische erste Teil EPART weist nur drei Anschlüsse zum Niederspannungsstromkreis auf : The electronic first part EPART has only three connections to the low-voltage circuit:
- den netzseitigen Phasenleiter Anschluss LG als ersten Anschluss , - the mains-side phase conductor connection LG as the first connection,
- einen ( zweiten) Anschluss für den bzw . zum netzseitigen Phasenleiteranschlusspunkt APLG der mechanischen Trennkontakteinheit MK, - a (second) connection for the or. to the mains-side phase conductor connection point APLG of the mechanical isolating contact unit MK,
- einen dritten Anschluss EN für eine Verbindung zum netzseitigen Neutralleiteranschluss NG . - a third connection EN for a connection to the network-side neutral conductor connection NG.
Die beiden Anschlüsse : zum netzseitigen Phasenleiter Anschluss LG und für den bzw . zum netzseitigen Phasenleiteranschlusspunkt APLG weisen eine hohe Stromtragfähigkeit auf , z . B . mehrere Ampere , größer als 10A / 16 A - anhängig von Nennstrom bzw . Bemessungsstrom des Niederspannungsstromkreises , insbesondere um den Laststrom auch im Kurzschluss oder Uberlastfall zu tragen . The two connections: to the mains-side phase conductor connection LG and for the or. to the grid-side phase conductor connection point APLG have a high current-carrying capacity, e.g. B. several amps, greater than 10A / 16 A - depending on the nominal current or Rated current of the low-voltage circuit, in particular to carry the load current even in the event of a short circuit or overload.
Der dritte Anschluss EN für die Verbindung zum netzseitigen Neutralleiteranschluss NG weist eine ( im Vergleich) geringe Stromtragfähigkeit auf , z . B . kleiner als 1A, wenige mA - in Abhängigkeit vom Energiebedarf der versorgten Einheiten, speziell im elektronischen ersten Teil EPART . Der dritte Anschluss EN ist mit einer geringen Stromtragfähigkeit ausgeführt , um das Netzteil mit Strom zu versorgen und um eine Spannungsmessung zwischen dem Phasenleiter und Neutralleiter des Niederspannungsstromkreises . Insbesondere ist dieser dritte Anschluss EN über eine Sicherung SS abgesichert . Dies kann durch eine Schmel zsicherung oder eine kostengünstige Leiterbahn-Sicherung ( dünne Leiterbahn mit entsprechender Länge und Dicke auf der Leiterplatte ) realisiert werden . Dies hat den besonderen Vorteil , dass durch die geringere Stromtragfähigkeit in dieser Leitung bzw . an diesem dritten Anschluss EN die Sicherheit gegen einen innerhalb des elektronischen ersten Teils (EPART ) (bzw . ( elektronischen) Einheiten) auftretenden Kurzschluss , z . B . auf Seiten des Netzteils bzw . der Steuerungseinheit , verbessert wird . The third connection EN for the connection to the network-side neutral conductor connection NG has a (in comparison) low current-carrying capacity, e.g. B. less than 1A, a few mA - depending on the energy requirements of the units supplied, especially in the electronic first part EPART. The third connection EN is designed with a low current carrying capacity to supply power to the power supply and to measure voltage between the phase conductor and neutral conductor of the low-voltage circuit. In particular, this third connection EN is protected by a fuse SS. This can be achieved using a fusible fuse or a cost-effective conductor track fuse (thin conductor track of appropriate length and thickness on the circuit board). This has the particular advantage that due to the lower current carrying capacity in this line or This third connection EN ensures safety against a short circuit occurring within the electronic first part (EPART) (or (electronic) units), e.g. B. on the power supply side or the control unit is improved.
Das heißt , beim Aus fall oder Versagen einer elektronischen Komponente einer Einheit innerhalb des elektronischen ersten Teils EPART kann kein gefährlicher Kurzschlussstrom entstehen ( gespeist von den netzseitigen Anschlüssen LG, NG) , der zu einem Brand im Gerät führen könnte . This means that in the event of a failure or failure of an electronic component of a unit within the electronic first part EPART, no dangerous short-circuit current can arise (fed from the mains-side connections LG, NG), which could lead to a fire in the device.
Dieser Kurzschlussstrom wird vom Netz über die netzseitigen Anschlüsse gespeist . Ein vorgelagerter Schutzschalter weist häufig einen viel höheren Auslösestrom auf und speist parallel vorgesehene Niederspannungsstromkreise . Bei einem Fehler im Schutzschaltgerät ( das Schutzschaltgerät des geschützten Niederspannungsstromkreis ) und auslösen des vorgelagerten Schutzschalters würden somit auch fehlerfreie parallele Stromkreise abgeschaltet werden, was somit vermieden wird . This short-circuit current is fed from the network via the network-side connections. An upstream circuit breaker often has a much higher tripping current and feeds low-voltage circuits provided in parallel. If there is a fault in the protective switching device (the protective switching device of the protected low-voltage circuit) and the upstream circuit breaker is triggered, error-free parallel circuits would also be switched off, which is therefore avoided.
Die Kommunikationseinheit COM kann insbesondere eine drahtlose Kommunikationseinheit sein . Die Kommunikationseinheit COM kann eine (manuelle ) Eingabeeinheit am Schutzschaltgerät aufweisen, zur (manuellen) Quittierung von Zuständen am Schutzschaltgerät SG . Die Quittierung kann auch ( drahtgebunden oder/und drahtlos ) über die Kommunikationseinheit COM erfolgen . The communication unit COM can in particular be a wireless communication unit. The communication unit COM can have a (manual) input unit on the protective switching device for (manual) acknowledgment of states on the protective switching device SG. The acknowledgment can also take place (wired and/or wirelessly) via the communication unit COM.
Ferner kann die Kommunikationseinheit COM eine Anzeigefunktion aufweisen . Ebenso kann eine separate Anzeigeeinheit vorgesehen sein . Furthermore, the communication unit COM can have a display function. A separate display unit can also be provided.
Das Schutzschaltgerät enthält einen, insbesondere mechanischen, zweiten Teil MPART . Der zweite Teil MPART kann die mechanische Trennkontakteinheit MK, die Handhabe HH, eine Freigabeeinheit EG aufweisen . Ferner kann der zweite Teil eine Positionseinheit POS , zur Meldung der Position der Kontakte der mechanischen Trennkontakte Einheit MK an die Steuerungseinheit , sowie die (Neutralleiter- ) Verbindung ( en) aufweisen . Der zweite Teil MPART weist die Di f ferenzstromsensoreinheit ZCT auf , wie ein Summenstromwandler, wie er beispielsweise aus klassischen Fehlerstromschutzschalter bekannt ist . The protective switching device contains a second part, in particular a mechanical one, MPART. The second part MPART can have the mechanical isolating contact unit MK, the handle HH, a release unit EG. Furthermore, the second part can have a position unit POS, for reporting the position of the contacts of the mechanical isolating contacts unit MK to the control unit, as well as the (neutral conductor) connection (s). The second part MPART has the differential current sensor unit ZCT, like a summation current transformer, as is known, for example, from classic residual current circuit breakers.
Es können weitere , nicht näher bezeichnete , Einheiten vorgesehen sein . Additional, unspecified, units may be provided.
Durch die Zweiteilung lässt sich vorteilhaft ein erfindungsgemäßes kompaktes Schutzschaltgerät mit einer vereinfachten Konstruktion realisieren . Due to the division into two parts, a compact protective switching device according to the invention with a simplified construction can advantageously be realized.
Die Freigabeeinheit/ Freigabefunktion FG bewirkt eine Freigabe der Betätigung der Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit durch die Handhabe HH, wenn ein Freigabesignal enable vorliegt . D . h . ein Schließen der Kontakte KKL, KKN durch die Handhabe ist erst bei Vorliegen des Freigabesignals enable (von der Steuerungseinheit SE ) möglich . Andernfalls ist ein Schließen nicht möglich ( Dauerrutsche der Handhabe HH) . Die Kontakte bleiben in der geöf fneten Stellung / Schalt zustand . Ferner kann die Freigabeeinheit FG ein Öf fnen der Kontakte bewirken ( zweite Funktion der Freigabeeinheit FG) , wenn ein Öf fnungssignal OEF (von der Steuerungseinheit SE ) vorliegt . Die Freigabeeinheit/ Freigabefunktion FG agiert dann als Auslöseeinheit zum Öf fnen der Kontakte der mechanischen Trennkontakteinheit MK . The release unit/release function FG enables the actuation of the contacts of the mechanical isolating contact unit to be released by the handle HH when a release signal enable is present. D. H . Closing the contacts KKL, KKN by the handle is only possible when the release signal enable (from the control unit SE) is present. Otherwise closing is not possible (continuous slide of the handle HH). The contacts remain in the open position/switching state. Furthermore, the release unit FG can cause the contacts to open (second function of the release unit FG) if an opening signal OEF (from the control unit SE) is present. The release unit/release function FG then acts as a trigger unit for opening the contacts of the mechanical isolating contact unit MK.
Das Schutzschaltgerät SG, insbesondere die Steuerungseinheit SE , ist ferner derart ausgestaltet , dass bei Überschreitung von Stromgrenzwerten oder Strom-Zeitgrenzwerten ( d . h . wenn ein Stromgrenzwert für eine bestimmte Zeitspanne überschritten wird) eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises initiiert wird, insbesondere um einen Kurzschlussstrom zu vermeiden . Dies wird insbesondere dadurch erreicht , dass die elektronische Unterbrechungseinheit EU vom niederohmigen Zustand in den hochohmigen Zustand wechselt .The protective switching device SG, in particular the control unit SE, is further designed in such a way that if current limit values or current time limit values are exceeded (i.e. if a current limit value is exceeded for a certain period of time), avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated, in particular by one To avoid short-circuit current. This is achieved in particular by the electronic interruption unit EU changing from the low-resistance state to the high-resistance state.
Die Initiierung der Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises erfolgt beispielsweise durch ein erstes Unterbrechungssignal , dass von der Steuerungseinheit SE an die elektronische Unterbrechungseinheit EU gesendet wird . Die mechanische Trennkontakteinheit MK kann alternativ oder zusätzlich durch die Steuerungseinheit SE angesteuert werden, um bei Überschreitung von Stromgrenzwerten oder Strom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses des Niederspannungsstromkreises zu initiieren . Speziell wird hierbei ggfs . eine galvanische Trennung herbei führt . Die Initiierung der Vermeidung eines Stromflusses bzw . eine ggfs . galvanischen Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises erfolgt beispielsweise durch ein zweites Unterbrechungssignal , dass von der Steuerungseinheit SE zum mechanisches Trennkontaktsystem MK gesendet wird . The avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated, for example, by a first interruption signal that is sent from the control unit SE to the electronic interruption unit EU. The mechanical isolating contact unit MK can alternatively or additionally be controlled by the control unit SE in order to initiate avoidance of a current flow in the low-voltage circuit when current limit values or current time limit values are exceeded. In particular, this may be: leads to galvanic isolation. The initiation of the avoidance of a current flow or one if necessary. Galvanic interruption of the low-voltage circuit occurs, for example, by a second interruption signal that is sent from the control unit SE to the mechanical isolating contact system MK.
Die elektronische Unterbrechungseinheit EU kann Halbleiterbauelemente wie Bipolartransistoren, Feldef fekttransistoren ( FET ) , I solated Gate Bipolartransistoren ( IGBT ) , Metall Oxid Schicht Feldef fekttransistoren (MOSFET ) oder andere ( selbstgeführte ) Leistungshalbleiter aufweisen . Insbesondere IGBT ' s und MOSFET ' s eignen sich auf Grund geringer Durchflusswiderstände , hoher Sperrschichtwiderstände und eines guten Schaltverhaltens besonderes gut für das erfindungsgemäße Schutzschaltgerät . The electronic interruption unit EU can have semiconductor components such as bipolar transistors, field effect transistors (FET), insulated gate bipolar transistors (IGBT), metal oxide layer field effect transistors (MOSFET) or other (self-guided) power semiconductors. In particular, IGBTs and MOSFETs are particularly suitable for the protective switching device according to the invention due to low flow resistances, high junction resistances and good switching behavior.
Mit mechanischer Trennkontakteinheit MK ist insbesondere eine (normgerechte ) Trennfunktion gemeint , realisiert durch die Trennkontakteinheit MK . Mit Trennfunktion sind die Punkte : -Mindestluf tstrecke nach Norm ( spannungsabhängig) (Mindestabstand der Kontakte ) , -Kontaktstellungsanzeige der Kontakte des mechanischen Trennkontaktsystem, -Öf fnen des mechanischen Trennkontaktsystem ist immer möglich ( keine Blockierung des Trennkontaktsystems - insbesondere durch die Handhabe , Freiauslösung) , gemeint . The mechanical isolating contact unit MK refers in particular to a (standard) isolating function, implemented by the isolating contact unit MK. With a disconnecting function, the points are: -Minimum air distance according to standard (voltage-dependent) (minimum distance of the contacts), -Contact position display of the contacts of the mechanical isolating contact system, -Opening of the mechanical isolating contact system is always possible (no blocking of the isolating contact system - especially by the handle, free release) , meant .
Im Sinne der Erfindung sind hierbei für die Trennerfunktion und deren Eigenschaften die Normenreihe DIN EN 60947 bzw . IEC 60947 einschlägig, auf die hier durch Referenz Bezug genommen wird . Das Schutzschaltgeräte kann als hutschienenmontierbares Schutzschaltgerät SG mit einer Breite von z.B. 1 TE, 1,5 TE bzw. 2 TE mit zweipoligen Anschlüssen (L, N) ausgestaltet sein. In der Elektroinstallation und im Schaltschrankbau wird die Breite von Einbaugeräten wie Schutzschaltgeräten, Lei- tungsschut zschaltern, Fehlerstrom-Schutzschaltern usw. in Teilungseinheiten, kurz TE, angegeben. Die Breite einer Teilungseinheit beträgt ~18 mm. Die Einbaubreite der Geräte soll nach der Norm DIN 43880: 1988-12 zwischen 17,5 und 18,0 mm liegen, oder sich aus der Multiplikation dieser Abmessung mit 0,5 oder einem ganzzahligen Vielfachen davon errechnen, also: k x 0,5 x 18 mm oder k x 0,5 x 17,5 mm (mit k = 1, 2, 3, ...) . So hat zum Beispiel ein einpoliger Leitungsschutzschalter gemäß dem Stand der Technik eine Breite von 1 TE . Die Einbauten von Elektroinstallationsverteilern sind nach DIN 43871 „Installationskleinverteiler für Einbaugeräte bis 63 A" auf die Teilungseinheiten abgestimmt, z. B. die Breite von Tragschienen/ Hut schienen . For the purposes of the invention, the standard series DIN EN 60947 or IEC 60947 relevant, which is incorporated herein by reference. The protective switching device can be designed as a DIN rail-mountable protective switching device SG with a width of, for example, 1 TE, 1.5 TE or 2 TE with two-pole connections (L, N). In electrical installation and control cabinet construction, the width of built-in devices such as protective switching devices, circuit breakers, residual current circuit breakers, etc. is specified in division units, TE for short. The width of a division unit is ~18 mm. According to the DIN 43880: 1988-12 standard, the installation width of the devices should be between 17.5 and 18.0 mm, or be calculated by multiplying this dimension by 0.5 or an integer multiple thereof, i.e.: kx 0.5 x 18 mm or kx 0.5 x 17.5 mm (with k = 1, 2, 3, ...) . For example, a single-pole circuit breaker according to the prior art has a width of 1 HP. The internals of electrical installation distributors are tailored to the division units in accordance with DIN 43871 “Small installation distributors for built-in devices up to 63 A”, e.g. the width of mounting rails/hat rails.
Erfindungsgemäß kann das Schutzschaltgerät SG, insbesondere die Steuerungseinheit SE, derart ausgestaltet sein, dass bei Überschreitung von effektiven Differenzstrom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis, z.B. durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte initiiert wird. Die effektiven Differenzstrom-Zeitgrenzwerte können Grenzwerte gemäß einschlägigem Normen, wie DIN EN 61008-1, sein. Beispielsweise 30 mA und eine Zeit von 300 ms, 150 ms, 40 ms oder 20 ms für den Personenschutz in Europa in einem 230 Volt Niederspannungsstromkreis, 6 mA und eine ebensolche Zeit für den Personenschutz in Nordamerika, 300 mA und eine ebensolche Zeit für den Brandschutz (230 Volt Effektivwert) . According to the invention, the protective switching device SG, in particular the control unit SE, can be designed in such a way that when effective differential current time limit values are exceeded, avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated, for example by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed. The effective differential current time limit values can be limit values according to relevant standards, such as DIN EN 61008-1. For example, 30 mA and a time of 300 ms, 150 ms, 40 ms or 20 ms for personal protection in Europe in a 230 volt low voltage circuit, 6 mA and a similar time for personal protection in North America, 300 mA and a similar time for fire protection (230 volts effective value).
Ein momentaner Differenzstromgrenzwert kann betragsmäßig höher als der effektive Differenzstrom-Zeitgrenzwert sein. Insbesondere ist der momentane Differenzstromgrenzwert ein Wert aus dem Bereich des 2 bis 100- fachen des ef fektiven Di f fe- renzstrom-Zeitgrenzwertes . A current differential current limit value can be higher in magnitude than the effective differential current time limit value. In particular, the current differential current limit is a value from the range of 2 to 100 times the effective differential current time limit value.
Der momentane Di f ferenzstromgrenzwert kann beispielsweise ein Wert von 200 mA sein . The current differential current limit can be a value of 200 mA, for example.
Ferner kann das Schutzschaltgerät derart ausgestaltet sein, dass beispielsweise bei Erreichen eines Di f ferenzstromwertes von 200 mA eine Vermeidung des Stromflusses sofort erfolgt . Somit kann bei einem hohen Di f ferenzstrom nicht verzögert , sondern sofort abgeschaltet werden (um insbesondere die Personensicherheit zu erhöhen (unter Inkaufnahme eines möglichen Herzkammer flimmern, aber möglicherweise ohne Todes folge , da der Energieeintrag vermindert wird) ) . Furthermore, the protective switching device can be designed in such a way that, for example, when a differential current value of 200 mA is reached, the current flow is avoided immediately. This means that if the differential current is high, it cannot be switched off with a delay, but rather immediately (in order to increase personal safety in particular (accepting the possible fibrillation of the ventricle, but possibly without fatal consequences, since the energy input is reduced)).
Das Schutzschaltgerät SG, insbesondere die Steuerungseinheit SE , kann einem Mikrocontroller (= Mikroprozessor ) aufweisen, auf dem ein Computerprogrammprodukt läuft , umfassend Befehle , die bei der Aus führung des Programms durch den Mikrocontroller diesen veranlassen ein Auslöseverhalten (wie vorstehend und nachfolgend beschrieben) für ein Schutzschaltgerät durchzuführen . The protective switching device SG, in particular the control unit SE, can have a microcontroller (= microprocessor) on which a computer program product runs, comprising commands which, when the program is executed by the microcontroller, cause it to trigger a triggering behavior (as described above and below). To carry out the protective switching device.
Das Computerprogrammprodukt kann vorteilhaft auf einem computerlesbaren Speichermedium; wie ein USB-Stick, CD-ROM, etc . ; gespeichert sein, um z . B . ein Upgrade auf eine erweiterte Version zu ermöglichen . The computer program product can advantageously be stored on a computer-readable storage medium; such as a USB stick, CD-ROM, etc. ; be saved, e.g. B. to enable an upgrade to an extended version.
Das Computerprogrammprodukt kann alternativ auch vorteilhaft durch ein Datenträgersignal übertragen werden . Alternatively, the computer program product can also advantageously be transmitted using a data carrier signal.
Die Steuerungseinheit SE kann : The SE control unit can:
* mit einer digitalen Schaltung, z . B . mit einem (weiteren) Mikroprozessor, realisiert sein; der (weitere ) Mikroprozessor kann auch einen Analog-Teil enthalten; * with a digital circuit, e.g. B. with a (further) microprocessor; the (further) microprocessor can also contain an analogue part;
* mit einer digitalen Schaltung mit analogen Schaltungsteilen realisiert sein . * Be implemented with a digital circuit with analog circuit parts.
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 . Although the invention has been illustrated and described in detail by the exemplary embodiment, the invention is are not limited by the disclosed examples and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche Patent claims
1 . Schutzschaltgerät ( SG) zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreis für Wechselspannung aufweisend : 1 . Protective switching device (SG) for protecting an electrical low-voltage circuit for alternating voltage, comprising:
- ein Gehäuse mit netzseitigen und lastseitigen Anschlüssen (LG, NG, LL, NL ) für Leiter des Niederspannungsstromkreises ,- a housing with line-side and load-side connections (LG, NG, LL, NL) for conductors of the low-voltage circuit,
- eine Di f ferenzstromsensoreinheit ( ZCT ) , zur Ermittlung der Höhe eines Di f ferenzstromes der Leiter des Niederspannungsstromkreises , - a differential current sensor unit (ZCT), for determining the level of a differential current of the conductors of the low-voltage circuit,
- eine erste Spannungssensoreinheit ( SUA) , zur Ermittlung der Höhe einer Spannung der Leiter des Niederspannungsstromkreises , - a first voltage sensor unit (SUA) for determining the level of voltage in the conductors of the low-voltage circuit,
- eine mechanische Trennkontakteinheit (MK) , die einen geschlossenen Zustand der Kontakte für einen Stromfluss im Niederspannungsstromkreis oder einen geöf fneten Zustand der Kontakte für eine stromflussvermeidende galvanische Trennung im Nieder spannungs Stromkreis aufweist , - a mechanical isolating contact unit (MK), which has a closed state of the contacts for a current flow in the low-voltage circuit or an open state of the contacts for a galvanic isolation that prevents current flow in the low-voltage circuit,
- eine elektronische Unterbrechungseinheit (EU) , die stromkreisseitig in Serie zur mechanischen Trennkontakteinheit (MK) geschaltet ist und die durch halbleiterbasierte Schaltelemente einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente zur Vermeidung eines Stromflusses oder einen niederohmigen Zustand der Schaltelemente zum Stromfluss im Niederspannungsstromkreis aufweist , - an electronic interruption unit (EU), which is connected in series on the circuit side to the mechanical isolating contact unit (MK) and which, thanks to semiconductor-based switching elements, has a high-resistance state of the switching elements to avoid current flow or a low-resistance state of the switching elements to prevent current flow in the low-voltage circuit,
- einer Steuerungseinheit ( SE ) , die mit der Di f ferenzstromsensoreinheit ( ZCT ) , der ersten Spannungssensoreinheit ( SUA) , der mechanischen Trennkontakteinheit (MK) und der elektronischen Unterbrechungseinheit (EU) verbunden ist , dadurch gekennzeichnet , dass das Schutzschaltgerät ( SG) , insbesondere die Steuerungseinheit ( SE ) , derart ausgestaltet ist , dass bei Überschreitung von Di f ferenzstromgrenzwerten oder Di f ferenzstrom-Zeitgrenzwerten ( DSG1 ) eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte bei nachfolgender Unterschreitung des Betrages des Momentanwerts der Spannung unter einen Spannungsschwellwert initiiert wird . - a control unit (SE), which is connected to the differential current sensor unit (ZCT), the first voltage sensor unit (SUA), the mechanical isolating contact unit (MK) and the electronic interruption unit (EU), characterized in that the protective switching device (SG), in particular the control unit (SE), is designed in such a way that when differential current limit values or differential current time limit values (DSG1) are exceeded, a current flow in the low-voltage circuit is avoided by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed when the limit is subsequently undershot the amount of the instantaneous value of the voltage is initiated below a voltage threshold.
2. Schutzschaltgerät (SG) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung von Differenzstromgrenzwerten oder Differenzstrom-Zeitgrenzwerten (DSG1) eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte im nächsten Nulldurchgang der Spannung initiiert wird. 2. Protective switching device (SG) according to claim 1, characterized in that when differential current limit values or differential current time limit values (DSG1) are exceeded, a current flow in the low-voltage circuit is avoided by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed in the next zero crossing of the voltage is initiated.
3. Schutzschaltgerät (SG) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Effektivwert des Differenzstromes hinsichtlich der Überschreitung der Differenzstromgrenzwerte oder Differenzstrom-Zeitgrenzwerte (DSG1) verwendet wird. 3. Protective switching device (SG) according to claim 1 or 2, characterized in that the effective value of the differential current is used with regard to exceeding the differential current limit values or differential current time limit values (DSG1).
4. Schutzschaltgerät (SG) nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentwert des Differenzstromes hinsichtlich der Überschreitung der Differenzstromgrenzwerte oder Differenzstrom-Zeitgrenzwerte (DSG1) verwendet wird. 4. Protective switching device (SG) according to claim 1 or 2, characterized in that the instantaneous value of the differential current is used with regard to exceeding the differential current limit values or differential current time limit values (DSG1).
5. Schutzschaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit der Steuerungseinheit (SE) verbundene Stromsensoreinheit (SI) vorgesehen ist, zur Ermittlung der Höhe eines Stromes eines Leiter, insbesondere eines Phasenleiters, des Niederspannungsstromkreises, dass das Schutzschaltgerät (SG) , insbesondere die Steuerungseinheit (SE) , derart ausgestaltet ist, dass bei Überschreitung von Stromgrenzwerten oder Strom-Zeitgrenzwerten eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte initiiert wird, wobei nach Überschreitung der Stromgrenzwerte oder Strom- Zeitgrenzwerte die Vermeidung des Stromflusses innerhalb einer erste Zeitdauer erfolgt, die insbesondere kleiner als 1 ms, spezieller kleiner als 100 ps oder 10 ps ist. 5. Protective switching device (SG) according to one of the preceding claims, characterized in that a current sensor unit (SI) connected to the control unit (SE) is provided for determining the level of a current of a conductor, in particular a phase conductor, of the low-voltage circuit that the protective switching device (SG), in particular the control unit (SE), is designed in such a way that when current limit values or current time limit values are exceeded, avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed, after exceeding the current limit values or current time limit values prevent the current flow within a first period of time takes place, which is in particular less than 1 ms, more specifically less than 100 ps or 10 ps.
6. Schutzschaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Trennkontakteinheit (MK) den lastseitigen Anschlüssen (LL, NL) zugeordnet ist. 6. Protective switching device (SG) according to one of the preceding claims, characterized in that the mechanical isolating contact unit (MK) is assigned to the load-side connections (LL, NL).
7. Verfahren für ein Schutzschaltgerät (SG) zum Schutz eines elektrischen Niederspannungsstromkreis für Wechselspannung, bei dem die Höhe eines Differenzstromes von Leitern des Niederspannungsstromkreises ermittelt wird und bei Überschreitung von Differenzstromgrenzwerten oder Differenzstrom-Zeitgrenzwerten (DSG1) eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand von Schaltelementen einer elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand von Trennkontakten bei nachfolgender Unterschreitung des Betrages des Momentanwerts der Spannung unter einen Spannungsschwellwert initiiert wird. 7. Method for a protective switching device (SG) for protecting an electrical low-voltage circuit for alternating voltage, in which the level of a differential current of conductors of the low-voltage circuit is determined and, if differential current limit values or differential current time limit values (DSG1) are exceeded, a current flow in the low-voltage circuit is avoided by means of a high-resistance State of switching elements of an electronic interruption unit is initiated when the isolating contacts are closed when the amount of the instantaneous value of the voltage falls below a voltage threshold value.
8. Verfahren nach Patentanspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreitung von Differenzstromgrenzwerten oder Differenzstrom-Zeitgrenzwerten (DSG1) eine Vermeidung eines Stromflusses im Niederspannungsstromkreis durch einen hochohmigen Zustand der Schaltelemente der elektronischen Unterbrechungseinheit bei geschlossenem Zustand der Trennkontakte im nächsten Nulldurchgang der Spannung initiiert wird. 8. The method according to claim 7, characterized in that when differential current limit values or differential current time limit values (DSG1) are exceeded, an avoidance of a current flow in the low-voltage circuit is initiated by a high-resistance state of the switching elements of the electronic interruption unit when the isolating contacts are closed in the next zero crossing of the voltage.
9. Verfahren nach Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Effektivwert des Differenzstromes hinsichtlich der Überschreitung der Differenzstromgrenzwerte oder Differenzstrom-Zeitgrenzwerte (DSG1) verwendet wird. 9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the effective value of the differential current is used with regard to exceeding the differential current limit values or differential current time limit values (DSG1).
10. Verfahren nach Patentanspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Momentwert des Differenzstromes hinsichtlich der Überschreitung der Differenzstromgrenzwerte oder Differenz- strom-Zeitgrenzwerte (DSG1) verwendet wird. 10. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the instantaneous value of the differential current is used with regard to the exceedance of the differential current limit values or differential current time limit values (DSG1).
11. Computerprogrammprodukt umfassend Befehle, die bei der Ausführung des Programms durch einen Mikrocontroller diesen veranlassen das Verfahren gemäß einem der Patentansprüche 7 bis 10 zu unterstützen oder durchzuführen. 11. Computer program product comprising commands which, when the program is executed by a microcontroller, cause it to support or carry out the method according to one of claims 7 to 10.
12. Computerlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt nach Patentanspruch 11 gespeichert ist. 12. Computer-readable storage medium on which the computer program product according to claim 11 is stored.
13. Datenträgersignal, das das Computerprogrammprodukt nach13. Disk signal that the computer program product according to
Patentanspruch 11 überträgt. Claim 11 transfers.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4432643A1 (en) 1994-09-14 1996-03-21 Rainer Dipl Phys Berthold Contact arrangement for fault-current (FI) circuit breaker for e.g. refrigerators or freezers
US20070081281A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-12 Chevron U.S.A. Inc. Ground-fault circuit-interrupter system for three-phase electrical power systems
EP3091550A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Hybrid switching device
DE102017122220A1 (en) * 2017-09-26 2019-03-28 Eaton Industries (Austria) Gmbh Circuit breaker and method for operating a circuit breaker
DE102019213604A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Circuit breaker, circuit breaker system and process
US11349296B2 (en) * 2018-10-01 2022-05-31 Intelesol, Llc Solid-state circuit interrupters

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018213354A1 (en) 2018-08-08 2020-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Switchgear and method
DE102020216396B3 (en) 2020-12-21 2022-05-12 Siemens Aktiengesellschaft Protective switching device and method

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4432643A1 (en) 1994-09-14 1996-03-21 Rainer Dipl Phys Berthold Contact arrangement for fault-current (FI) circuit breaker for e.g. refrigerators or freezers
US20070081281A1 (en) * 2005-10-12 2007-04-12 Chevron U.S.A. Inc. Ground-fault circuit-interrupter system for three-phase electrical power systems
EP3091550A1 (en) * 2015-05-05 2016-11-09 Siemens Aktiengesellschaft Hybrid switching device
DE102017122220A1 (en) * 2017-09-26 2019-03-28 Eaton Industries (Austria) Gmbh Circuit breaker and method for operating a circuit breaker
US11349296B2 (en) * 2018-10-01 2022-05-31 Intelesol, Llc Solid-state circuit interrupters
DE102019213604A1 (en) * 2019-09-06 2021-03-11 Siemens Aktiengesellschaft Circuit breaker, circuit breaker system and process

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