。
[0022]电流线路Ll、L2、L3和N是总和电流转换器22的初级侧。总和电流转换器的次级侧构成线圈24，该线圈在一侧围绕环形的芯23缠绕。总和电流转换器22构成电流线路Ll、L2、L3和N中的电流的矢量总和并且在次级侧输出相应的总和量值。
[0023]在总和电流转换器的次级侧线圈24上耦合有电网电压相关的第一检测电路25，利用所述第一检测电路能够探测交流电流。因此，如果由线圈24提供的总和电流具有交流电流分量，则所述交流电流分量由该第一检测电路25检测。该第一检测电路25通常具有放大器和滤波器，以便处理交流电流分量。第一检测电路可以数字地构造，但是该第一检测电路优选模拟地构造。第一检测电路25在端部提供输出信号，该输出信号可选地还通过微处理器单元31进一步处理。但必要时第一检测电路25的输出信号已经是用于触发装置26的触发信号。在这种情况下，微处理器单元31用于控制第一检测电路25和/或用于协调该第一检测电路的输出信号。如果现在总的交流电流分量或者其频谱分量超过预给定的测定电流极限，则第一检测电路25必要时利用微处理器单元31产生上面提及的对应的用于触发装置26的触发信号。
[0024]触发装置26尤其可以具有吸持磁体，所述吸持磁体是继电器的一部分。这样的继电器于是通常被构造用于在触发情况下中断电流线路Ll、L2、L3和N，如这在图3中示出的那样。
[0025]切换装置27能够实现:替代第一检测电路25地将第二检测电路28接到唯一的总和电流转换器22的次级侧线圈24上。第二检测电路28在此具有用于切换装置27的相应的操控部分。但该操控部分同样可以设置在第一检测电路25或者微处理器单元31中。此夕卜，第二检测电路28具有用于激励用于直流电流检测的次级线圈24的电路部分。此外，第二检测电路28在此也具有放大器和滤波器以及A/D转换器用于信号处理。切换装置的任务也可以通过例如检测电路25中的匹配滤波器级完成。
[0026]第二检测电路28通常数字地实施并且由微处理器单元31控制。第二检测电路28的输出信号必要时也在微处理器单元31中被进一步处理，所述第二检测电路通常被设置用于直流电流检测。因此，微处理器单元31不仅可以基于第一检测电路25的输出信号而且可以基于第二检测电路28的输出信号生成用于触发装置26的触发信号。
[0027]因此，如第一检测电路25那样，第二检测电路28也是电网电压相关的。这意味着，对于两个检测电路25和28设置装入到壳体21中的电源部分29。该电源部分对第一检测电路25的电子设备和第二检测电路28的电子设备进行供电，但也对故障电流保护设备的其他信号处理部件进行供电，只要这是必要的。因此，由电源部分29可以例如对微处理器单元31或者例如接口 30供以能量。
[0028]电源部分29在此从电流线路Ll、L2、L3和N获得其能量。替代地，涉及单相的电源部分，该电源部分仅仅从一个唯一的相线截取能量。
[0029]第二检测电路28需要电源部分29的能量，以便为了直流电流检测而激励线圈24。在转换器磁体23由于总和电流中的高直流电流分量而饱和的情况下，线圈24的阻抗与激励频率无关。这对于第二检测电路而言是关于在总和电流中含有大的直流电流分量并且因此必须触发故障电流保护设备的标志。与此相应地，第二检测电路28与第一检测电路25无关地操控触发装置26。
[0030]可选的接口 30用于故障电流保护设备与外界的数据交换。所述接口可以是线缆连接端或者无线接口(例如用于WLAN或者蓝牙)。通过该接口 30可以提供有关两个检测电路25和28的测量的当前数据或者也提供简单的状态数据(例如触发信号“0”或者“1”)用于外部的进一步处理。这样的接口 30也可以用于总线耦合。
[0031]对于接口替代地或附加地，可以在壳体23处设置状态显示器32。由此也可以显示两个检测电路25和28的状态。如果状态显示器例如是简单的LED，则可以考虑不同的闪烁模式用于故障电流的区分。
[0032]借助上述构造实现类型B的差动电流保护开关DI或者有源故障电流保护开关的结构，其具有仅仅一个唯一的转换器并且具有在AC部分(第一检测电路25)和DC部分(第二检测电路28)之间的机电的或者电子的切换单元。因此，这涉及用于完全利用微处理器控制的AC识别和DC识别的纯电网电压相关的版本。
[0033]因此，优选地存在AC部分和DC部分的分开的分析处理。DC部分有益地至少识别纯DC故障电流。在这种情况下，对于DC识别不需要微处理器单元的高的采样率或者高的激励频率。因此得出DC部分、也即第二检测电路28的成本低的、节省空间的结构。可选地，也可以利用DC部分识别总和电流中的交流电流分量，由此可以实现触发安全性方面的几余的升尚。
[0034]AC部分、也即第一检测电路25应至少识别总和电流中的频谱剩余部分。对于直至至少100kHz或更大的高频率的故障电流识别的实现至少在AC部分中应用模拟技术的情况下不是问题。因此，因为可以至少部分地使用模拟技术，所以能够实现故障电流保护设备的简单的和成本低的结构。因此，整体上故障电流保护开关可以利用FI的常用的电路技术、与有源电子设备、微处理器和运算放大器等成对地被实现。包括纯电网电压相关的解决方案在内的、AC部分和DC部分的通过微处理器单元的这样的完全的控制/监视负责最大的灵活性、精度和功能性(附加功能)。
[0035]参考标记列表
1总和电流转换器
2初级侧
3转换器芯
4次级侧
5检测电路
6触发装置
11总和电流转换器
12初级侧
13转换器芯
14次级侧
15检测电路
21壳体22总和电流转换器
23转换器芯
24线圈
25检测电路
26触发装置
27切换装置
28检测电路
29电源部分
30接口
31微处理器单元
32状态显示器L1、L2、L3 相线
N零线。
【主权项】
1.用于监视电网的故障电流保护设备，所述故障电流保护设备具有: 壳体(21)， 所述壳体(21)中的总和电流转换器(22)，所述总和电流转换器用于提供所述电网的总和电流， 第一检测电路(25)，所述第一检测电路装入到所述壳体(21)中，用于检测所述总和电流，和 触发装置(26)，所述触发装置同样装入到所述壳体(21)中并且由所述第一检测电路(25)操控，其特征在于， 所述第一检测电路(25)是电网电压相关的， 装入到所述壳体(21)中的电网电压相关的第二检测电路(28)连接到所述总和电流转换器(22)上， 所述第一检测电路和第二检测电路(28)能够由装入到所述壳体(21)中的电源部分供给能量， 所述第二检测电路(28)被构造用于测量所述总和电流转换器(22)的次级线圈(24)处的阻抗并且根据测量结果控制所述触发装置(26 )。2.根据权利要求1所述的故障电流保护设备，其中，所述第一检测电路(25)仅仅被构造用于检测所述总和电流的交流电流分量。3.根据权利要求1或2所述的故障电流保护设备，其中，所述第二检测电路(28)被构造用于检测所述总和电流的直流电流分量和交流电流分量。4.根据权利要求1或2所述的故障电流保护设备，其中，所述第二检测电路(28)仅仅被构造用于检测所述总和电流的直流电流分量。5.根据以上权利要求中任一项所述的故障电流保护设备，其中，所述第一检测电路(25)部分模拟地构造。6.根据以上权利要求中任一项所述的故障电流保护设备，其中，所述总和电流转换器是所述壳体中的唯一的总和电流转换器并且在所述壳体(21)中布置有切换装置(27)，所述切换装置被构造用于将所述两个检测电路(25，28)交替地切换到所述总和电流转换器(22)上。7.根据以上权利要求中任一项所述的故障电流保护设备，所述故障电流保护设备具有状态显示器，利用所述状态显示器能够显示所述第二检测电路(28)的测量结果的代表。8.根据以上权利要求中任一项所述的故障电流保护设备，其中，所述第一和第二检测电路由共同的微处理器控制。9.根据以上权利要求中任一项所述的故障电流保护设备，其中，所述第二检测电路(28)被构造用于测量所述触发装置(26)处的阻抗并且根据测量结果输出信号。10.根据以上权利要求中任一项所述的故障电流保护设备，其中，所述检测电路(28)的电源部分是单相的。
【专利摘要】本发明涉及具有纯电网电压相关的检测的故障电流保护设备。应提供具有简单结构和高灵活性的交直流敏感的故障电流保护设备。对此提出，所述故障电流保护设备具有两个电网相关的检测电路（25，28），所述检测电路分别检测总和电流转换器（22）的总和电流。所述第二检测电路（28）被构造用于测量所述总和电流转换器（22）的次级线圈（24）处的阻抗并且根据测量结果操控所述触发装置（26）。因此，所述第二检测电路（28）能够实现DC识别，并且第一检测电路（25）优选被用于AC识别。
【IPC分类】H02H7/26
【公开号】CN105244855
【申请号】CN201510383850
【发明人】M.阿德尔霍赫
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2015年7月3日
【公告号】DE102014221658A1