Vorrichtung zum Schutz eines Verbrauchers

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schutz eines Verbrauchers vor einer Überlast, insbesondere einer thermischen Überlast, sowie ein Verfahren der Vorrichtung.

Ein Verbraucher ist insbesondere ein Elektromotor (z.B. Asynchronmotor) . Eine thermische Überlast am Verbraucher entsteht durch einen überhöhten Stromfluss. Ein überhöhter Stromfluss kann beispielsweise durch eine mechanische Überlast an einem Elektromotor oder durch einen Ausfall einer oder zweier

Strompfade (Phasen) des Elektromotors hervorgerufen werden. Hierbei kommt es zu einer unerwünschten Temperaturentwicklung am Verbraucher, was letztendlich zu einer Beschädigung des Verbrauchers führen kann.

Zur Ermittlung einer anstehenden thermischen Überlast eines elektrischen Verbrauchers werden meist Vorrichtungen in den Strompfad, über welchen der Verbraucher mit elektrischer Energie versorgt wird, integriert, so dass mittels dieser Vorrichtungen eine anstehende thermische Überlast detektiert werden kann. Hierbei kann eine einphasige aber auch eine mehrphasige Überwachung erfolgen, d.h. es kann ein einzelner Strompfad (eine Phase) aber auch mehrere Strompfade (mehrere Phasen) des Verbrauchers überwacht werden.

Die entsprechenden Vorrichtungen weisen je zu überwachenden Strompfad eine Strombahn auf, über welche die über den Strom ^¬ pfad erfolgende Energieversorgung des Verbrauchers geführt wird. Die elektrische Energie des Verbrauchers wird somit mittels der Strombahn durch die Vorrichtung geleitet. Mittels einer Überwachungseinrichtung der Vorrichtung wird der Stromfluss der Strombahn überwacht, so dass eine anstehende Über ^¬ last des Verbrauchers detektiert werden kann. Derartige Vor ^¬ richtungen sind beispielsweise Überlastrelais oder Leistungs ^¬ schalter. Ein Leistungsschalter weist für einen nachgeschal- teten Verbraucher neben einem Schutz vor einer thermischen Überlast durch einen A-Auslöser ferner einen Kurzschlussschutz durch einen N-Auslöser auf. Die Vorrichtung der vorliegenden Anmeldung soll insbesondere ein Überlastschutz für einen Verbraucher (z.B. Elektromotoren, Leitungen, Transformatoren und Generatoren) bereitstellen . An eine Vorrichtung zur Ermittlung einer thermischen Überlast eines Verbrauchers können unterschiedliche Anforderungen ge ^¬ stellt werden:

Die Vorrichtung soll möglichst sowohl AC- als auch DC- Ströme überwachen können, so dass sowohl AC- als auch DC-

Verbraucher auf Überlast überwacht werden können.

Die Vorrichtung soll einen möglichst großen Einstellbe ^¬ reich aufweisen. Der Einstellbereich ist der Bereich, in welchen eine Überwachung des Betriebsstromes des elektri ^¬ schen Verbrauchers erfolgen kann. Er wird durch die Be- triebsstromobergrenze I ₀ und Betriebsstromuntergrenze Iu begrenzt ( I ₀ zu Iu ) · Mittels eines Einstellmittels (z.B. Einstellschraube) an der Vorrichtung kann der thermische Überlastauslöser auf den jeweiligen Nennstrom des Verbrauchers eingestellt werden, so dass eine gezielte Überwa ^¬ chung des nachgeschalteten zu überwachenden Verbrauchers erfolgen kann. - Die Vorrichtung soll eine möglichst geringe Verlustleis ^¬ tung erzeugen.

Die Vorrichtung soll eine möglichst einfache galvanische Trennung zwischen der zu überwachenden Strombahn und der Überwachungseinrichtung, welche die Überlast detektiert, aufweisen . Die Vorrichtung soll ein thermisches Gedächtnis besitzen. D.h. wird eine anstehende thermische Überlast eines Ver ^¬ brauchers ermittelt, so sollte die Stromzufuhr zum Ver ^¬ braucher solange unterbrochen werden, bis ein Abkühlen des Verbrauchers sichergestellt ist. Es sollte somit kein so ^¬ fortiges Zuschalten eines Verbrauchers nach einer ermit ^¬ telten thermischen Überlast ermöglicht werden.

Bei einer anstehenden thermischen Überlast eines Verbrauchers kommt es in den einzelnen Strompfaden (Phasen) des Verbrauchers zu einem erhöhten Stromanstieg. Eine dem Verbraucher vorgeschaltete Vorrichtung zur Überwachung einer thermischen Überlast des Verbrauchers kann folglich durch eine Überwa ^¬ chung seiner Strombahn diesen erhöhten Stromanstieg detektie- ren und auswerten. Hierfür können unterschiedliche Messprinzipien angewandt werden. Die Ermittlung einer anstehenden Überlast kann somit mittels unterschiedlicher Überwachungs ^¬ einrichtungen der Vorrichtung erfolgen. Überwachungseinrichtungen zur Detektion einer Überlast eines Verbrauchers umfas ^¬ sen üblicherweise je zu überwachende Phase des Verbrauchers an der entsprechenden Strombahn einen Bimetallauslöser, einen Stromwandler oder einen Shunt.

Bei einer Überwachung mittels eines Bimetallauslösers wird die zu überwachende Strombahn mit einem Bimetallauslöser derart gekoppelt, dass es durch den Stromanstieg zu einer Erwär ^¬ mung des Bimetallauslösers und letztendlich zu einer räumlichen Auslenkung eines Teils des Bimetallauslösers kommt. Die ^¬ se Auslenkung wird detektiert und weiter ausgewertet. Mittels eines Bimetallauslösers können sowohl Gleichströme als auch Wechselströme erfasst werden. Der typische Einstellbereich des Bimetallauslösers liegt bei 1 zu 1,6. Nachteilig am Bime ^¬ tallauslöser ist, dass er eine hohe Verlustleistung generiert. Das thermische Gedächtnis und die galvanische Trennung zwischen den einzelnen Strompfaden (Phasen) sind bei dem Bimetallauslöser hingegen mit geringem Aufwand zu realisieren. Bei einer Überwachung mittels eines Stromwandlers ermittelt der jeweilige Stromwandler den Stromfluss seiner Strombahn, so dass eine Auswerteeinheit eine weiterführende Analyse des Stromflusses durchführen kann, und letztendlich eine anste- hende Überlast detektieren kann. Nachteilig dieser Messmetho ^¬ de ist, dass keine DC-Ströme erfasst werden können. Der Ein ^¬ stellbereich liegt bei 1 zu 10 und die Verlustleistung ist niedrig. Ein thermisches Gedächtnis kann jedoch durch die Stromwandler selbst nicht nachgebildet werden.

Bei einer Überwachung mittels eines Shunts ist der Shunt in der Strombahn integriert, so dass über diesen ein den Stromfluss charakterisierender Spannungsabgriff erfolgen kann. Durch eine nachgeschaltete Analyse der am Shunt anliegenden Spannung kann eine anstehende thermische Überlast ermittelt werden. Mittels eines Shunt-Messverfahrens ist eine Erfassung von AC/DC-Strömen möglich. Der Einstellbereich liegt üblicherweise bei 1 zu 4. Nachteilig an dem Messverfahren mittels eines Shunts ist, dass durch den Spannungsabgriff am Shunt kein thermisches Gedächtnis nachgebildet wird und die galva ^¬ nische Trennung der einzelnen Phasen nur mit großem Aufwand möglich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung bereitzustellen mit welcher eine Ermittlung einer anstehenden Überlast eines Verbrauchers erfolgen kann. Insbe ^¬ sondere soll die Vorrichtung hinsichtlich ihrer thermischen Belastungen optimiert ausgebildet sein. Vorzugsweise sollen mittels der Vorrichtung sowohl Gleichströme als auch Wechsel- ströme überwacht werden können. Ebenso soll vorzugsweise eine einfache galvanische Trennung der Überwachungseinrichtung von der zu überwachenden Strombahn ermöglicht werden.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß An- spruch 1, d.h. durch eine Vorrichtung zum Schutz eines Verbrauchers vor einer Überlast, wobei die Vorrichtung eine ers ^¬ te Strombahn, welche eine erste und eine zweite Leitung um- fasst, und eine Überwachungseinrichtung, zur Ermittlung der anstehenden Überlast des elektrischen Verbrauchers, umfasst, wobei die Überwachungseinrichtung eine Temperaturmesseinheit, einen Träger, eine Auswerteeinheit, ein Trennmittel und einen Messwandler, welcher eine elektrisch leitende Verbindung zwi- sehen der ersten und zweiten Leitung der erste Strombahn herstellt, umfasst, wobei die Temperaturmesseinheit auf dem Trä ^¬ ger galvanisch getrennt von dem Messwandler angeordnet ist und eine Temperatur des Messwandlers erfassen kann, wobei die Auswerteeinheit mittels erfassten Temperaturen der Tempera- turmesseinheit ein zeitliches Erwärmungsverhalten des Mess ^¬ wandlers ermitteln kann und durch eine Auswertung des ermittelten zeitlichen Erwärmungsverhaltens des Messwandlers eine anstehende Überlast am Verbraucher ermitteln kann, wobei das Trennmittel bei einer durch die Auswerteeinheit ermittelten anstehenden Überlast des Verbrauchers den Abstand des Mess ^¬ wandlers zum Träger vergrößert, sowie durch en Verfahren nach Anspruch 14, d.h. durch ein Verfahren einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Trennmittel aufgrund einer ermittelten anstehenden Überlast den Abstand des Mess- wandlers zum Träger vergrößert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 13 und 15 angegeben. Die erste Strombahn ist insbesondere ein Teil einer Zuleitung einer Energieversorgung des Verbrauchers. Die Zuleitung wird ebenso Hauptstrombahn oder Phase genannt. Im aktiven Betrieb des Verbrauchers (z.B. Elektromotor) fließt durch die erste Strombahn und somit durch den Messwandler ein zeitabhängiger Motorstrom, welcher im Messwandler in Abhängigkeit der Stromhöhe und der Stromflusszeit zu einer definierten Erwärmung des Messwandlers (strombedingte Erwärmung) führt. Bei einer anstehenden Überlast des Verbrauchers ist das thermische Ver ^¬ halten des Messwandlers gegenüber dem thermischen Verhalten im Standardbetrieb des Verbrauchers charakteristisch. Insbe ^¬ sondere liegt bei einer anstehenden Überlast gegenüber dem Standardbetrieb am Messwandler eine erhöhte Temperatur vor. Durch die Temperaturmesseinheit, insbesondere durch einen Temperaturfühler der Temperaturmesseinheit, kann die Tempera ^¬ tur des Messwandlers erfasst und der Auswerteeinheit bereit ^¬ gestellt werden. Seitens der Auswerteeinheit kann anhand der erfassten Temperaturen der Temperaturmesseinheit das charak- teristische Erwärmungsverhalten des Messwandlers ermittelt und ausgewertet werden, so dass hieraus eine anstehende Über ^¬ last am Verbraucher erkannt wird.

Durch die Auswerteeinheit erfolgt vorzugsweise eine Analyse der ermittelten Temperatur des Messwandlers über die Zeit, so dass hieraus eine anstehende Überlast am Verbraucher erkannt werden kann. Hierfür wird vorzugsweise das Erwärmungsverhal ^¬ ten des Messwandlers während eines definierten Zeitintervalls ausgewertet .

Unter dem Erwärmungsverhalten des Messwandlers wird insbesondere die zeitliche Veränderung der durch die Temperaturmess ^¬ einheit erfassten Temperatur einer Temperaturmessstelle des Messwandlers oder die zeitliche Veränderung einer Temperatur- differenz zwischen zwei bzw. mehreren Temperaturmessstellen (z.B. Temperaturdifferenz zwischen der Temperatur des Messwandlers und einer Referenztemperatur) verstanden. Durch diese zeitliche Änderung der Temperatur bzw. der Temperaturdifferenz zweier Temperaturmessstellen, also dem Erwärmungsver- halten, kann auf den zeitlichen Stromverlauf geschlossen werden. Anhand dieses zeitlichen Stromverlaufs kann wiederum auf einen Überlastzustand am Verbraucher geschlossen werden.

Vorzugsweise erfolgen die zeitliche Abtastung der Temperatur- messstelle/-n, die eventuelle Temperaturdifferenzbestimmung, die Bestimmung der zeitlichen Temperaturänderung und der Rückschluss auf den zeitlichen Stromverlauf bzw. Überlastzu ^¬ stand in der Auswerteeinheit. Die Auswerteeinheit versetzt die Vorrichtung bei einer ermit ^¬ telten Überlast eines Verbrauchers von ihrem Normalzustand in den Überlastzustand . Innerhalb der Vorrichtung ist die erste Strombahn im Normalzustand elektrisch leitend. Im Überlastzu- stand ist die erste Strombahn innerhalb der Vorrichtung unterbrochen, so dass der Stromfluss über die erste Strombahn verhindert wird. Ermittelt die Auswerteeinheit eine anstehende Überlast, so wird daraufhin der Abstand zweier sich gegenüberliegender Punkte der zugewandten Seitenflächen des Trägers und des Messwandlers durch das Trennmittel vergrößert. Hierfür steu ^¬ ert die Auswerteeinheit bei einer ermittelten Überlast das Trennmittel mittelbar oder unmittelbar an, so dass daraufhin der Abstand vom Träger zum Messwandler vergrößert wird.

Das Trennmittel vergrößert bei einer durch die Auswerteein ^¬ heit ermittelten anstehenden Überlast des Verbrauchers den Abstand eines Bereichs des Messwandlers zu einem Bereich des Trägers. D.h. nach dem Vergrößern des Abstandes des Trägers zum Messwandler ist mindestens ein Beriech des Messwandlers zum Träger weiter beabstandet als vor dem Vergrößern des Abstandes des Trägers zum Messwandler durch das Trennmittel.

Die Bereiche des Messwandlers und des Trägers liegen sich vorzugsweise vor dem Beabstanden parallel gegenüber.

Vorzugsweise liegt der Bereich des Trägers in der dem Mess- wandler zugewandten Seitenfläche des Trägers und der Bereich des Messwandlers liegt in der dem Träger zugewandten Seitenfläche des Messwandlers.

Das Trennmittel ist somit derart ausgebildet, dass es bei ei- ner durch die Auswerteeinheit ermittelten anstehenden Überlast des Verbrauchers den Abstand des Messwandlers zum Träger vergrößert .

Durch das Vergrößern des Abstandes des Trägers zum Messwand- 1er wird insbesondere der Abstand, welcher zwischen dem Mess ^¬ wandler und dem Träger liegt zumindest bereichsweise vergrö ^¬ ßert. Ist der Träger innerhalb der Vorrichtung fest montiert, so kann der Messwandler durch das Trennmittel z.B. einseitig oder vollständig vom Träger abgehoben werden. Ist der Messwandler innerhalb der Vorrichtung fest montiert, so kann der Träger durch das Trennmittel z.B. einseitig oder vollständig vom Messwandler abgehoben werden.

Vorzugsweise ist das Trennmittel mechanisch mit dem Träger und/oder Messwandler verbunden und vollzieht bei seiner Betätigung eine räumliche Auslenkung, so dass der Abstand zwi ^¬ schen dem Messwandler und dem Träger vergrößert wird.

Ein mit der Vorrichtung erzielter Vorteil besteht insbesonde ^¬ re darin, dass mittels der Vorrichtung sowohl AC- als auch DC-Ströme erfasst werden können. Es kann somit eine anstehen ^¬ de Überlast bei AC- und DC-Verbrauchern ermittelt werden. Ferner kann ein gegenüber einem Bimetall-Messverfahren verbesserter Einstellbereich erzielt werden. Durch das Trennmittel wird gezielt eine thermische Beschädigung des Trägers durch den im Überlastfall erhitzten Messwandler verhindert. Dadurch, dass das Trennmittel den Abstand des Trägers zum Messwandler im Überlastfall vergrößert, kann die thermische

Belastung durch den Messwandler auf den Träger reduziert werden. Hierdurch kann die Lebensdauer der Vorrichtung verlängert werden. Vorzugsweise wird der ursprüngliche Abstand des Trägers zum Messwandler (der Abstand des Trägers gegenüber dem Messwandler im Normalzustand) nach einer vorbestimmten Zeit, einer vorbestimmten ermittelten Temperatur durch die Temperaturmesseinheit oder einer Kombination dieser Parameter durch die Vorrichtung, vorzugsweise automatisch, hergestellt, so dass der ursprüngliche Abstand des Trägers zum Messwandler vor ^¬ liegt. Das Herbeiführen des ursprünglichen Abstandes des Trä ^¬ gers zum Messwandler erfolgt vorzugsweise ebenso durch das Trennmittel .

Ein Vorteil der Analyse der Temperatur des Messwandlers be ^¬ steht ferner darin, dass mittels des Messwandlers ein thermi ^¬ sches Gedächtnis realisiert werden kann, da bei einer anste- henden Überlast der Messwandler stark erhitzt wird, so dass anhand der Temperatur und somit Abkühlung des Messwandlers ein Abkühlverhalten des Verbrauchers nachvollzogen werden kann. Vorzugsweise wird durch die Auswerteeinheit die Abküh- lung des Messwandlers ausgewertet, so dass ein vorzeitiges aktiveren des Verbrauchers verhindert werden kann.

Das Vergrößern des Abstandes zwischen dem Messwandler und dem Träger erfolgt vorzugsweise durch Abheben des Messwandlers vom Träger oder umgekehrt. Das Abheben des Messwandlers vom

Träger (oder umgekehrt) kann einseitig aber auch komplett er ^¬ folgen. Hierbei wird der Träger vom Messwandler wegbewegt oder aber der Messwandler vom Träger wegbewegt. Das Abheben des Messwandlers vom Träger oder umgekehrt kann z.B. über Fe- dern, eine Vorspannung des Messwandlers, eine Vorspannung des Trägers, Magnetismus, etc. erfolgen.

In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung beträgt der durch das Trennmittel herbeigeführte Abstand eines Be- reichs des Messwandlers zu einem Bereich des Trägers mindes ^¬ tens 0 , 5 mm.

Vorzugsweise liegt der durch das Trennmittel herbeigeführte Abstand des Bereichs des Messwandlers zu dem Bereich des Trä- gers zwischen 0,5 mm und 1 cm.

Der Bereich des Trägers liegt vorzugweise in der dem Mess ^¬ wandler zugewandten Seitenfläche des Trägers und der Bereich des Messwandlers liegt vorzugsweise in der dem Träger zuge- wandten Seitenfläche des Messwandlers.

Der Abstand des Messwandlers zum Träger ist insbesondere so groß, dass nach einer Auslösung durch Überlast oder Kurz- schluss der Träger incl . der darauf befindlichen Komponenten (Temperaturmesseinheit und Auswerteeinheit ect.) nicht ge ^¬ schädigt werden. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung betätigt bei einer ermittelten anstehenden Überlast die Auswerteinheit ein Schaltschloss der Vorrichtung, so dass durch die Betätigung des Schaltschlosses ein Stromfluss über die erste Strombahn unterbunden wird.

Die Betätigung des Schaltschlosses kann z.B. elektronisch oder mittels eines mechanischen Auslösers erfolgen. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung steht das Schaltschloss mit dem Trennmittel in Wirkverbin ^¬ dung, insbesondere in mechanischer Wirkverbindung, so dass bei einer Betätigung des Schaltschlosses das Trennmittel be ^¬ tätigt wird.

Das Trennmittel wird somit über das Schaltschloss betätigt. Das Trennmittel ist vorzugsweise mechanisch mit dem Schalt ^¬ schloss verbunden, so dass durch eine räumliche Auslenkung des Schaltschlosses ebenso das Trennmittel betätigt, insbe- sondere räumlich ausgelenkt, wird, so dass der Abstand eines Bereichs des Trägers zum Messwandler vergrößert wird.

Vorzugsweise wird während des Öffnens des Schaltschlosses gleichzeitig das Trennmittel betätigt, so dass dieses paral- lel zum Öffnen des Schaltschlosses den Abstand zwischen dem Messwandler und dem Träger vergrößert.

Durch das Öffnen des Schaltschlosses wird der Stromfluss in der ersten Strombahn unterbrochen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner einen Kurzschlussauslöser, wobei das Trennmittel bei einem Auslösen des Kurzschlussauslö ^¬ sers den Abstand des Messwandlers zum Träger vergrößert.

Das Trennmittel wird somit sowohl bei einer ermittelten Überlast durch die Auswerteeinheit als auch bei einem Auslösen des Kurzschlussauslösers betätigt, so dass durch das Trenn ^¬ mittel der Träger vom Messwandler beabstandet wird.

Vorzugsweise steht das Trennmittel mit dem Schaltschloss in Wirkverbindung, so dass bei einem Auslösen des Kurzschlussauslösers das Schaltschloss betätigt wird und hierüber das Trennmittel betätigt wird.

Vorzugsweise kann das Trennmittel ferner durch ein weiteres Organ betätigt werden. Ein weiteres Organ ist beispielsweise eine manuelle Handhabe, welche am äußeren der Vorrichtung an ^¬ gebracht ist. Mittels der manuellen Handhabe kann vorzugswei ^¬ se das Schaltschloss betätigt werden, so dass hierüber das Trennmittel betätigt wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung kann die Auswerteeinheit anhand eines Vergleichs des ermit ^¬ telten Erwärmungsverhaltens des Messwandlers mit einem in der Auswerteeinheit hinterlegten Referenzwert eine anstehende Überlast am Verbraucher ermitteln.

Die Temperaturmesseinheit ist dazu ausgebildet der Auswerte ^¬ einheit Temperaturen zu übermitteln, so dass die Auswerteeinheit ein Erwärmungsverhalten des Messwandlers ermitteln kann. Da in der Auswerteeinheit ein Referenzwert hinterlegt ist, kann durch einen Vergleich des ermittelten vorliegenden Erwärmungsverhaltens mit dem Referenzwert ein Rückschluss auf den vorliegenden Betriebszustand des Verbrauchers gewonnen werden (Auswertung) . Steht eine Überlast an, so liegt im Ver- gleich zum Nennbetrieb ein erhöhter Stromfluss und somit eine erhöhte Temperatur vor. Die erhöhte Temperatur führt zu einem charakteristischen Erwärmungsverhalten des Messwandlers, welche durch einen Abgleich mit dem hinterlegten Referenzwert erkannt werden kann.

Durch den Referenzwert wird insbesondere das Erwärmungsver ^¬ halten des Messwandlers in Abhängigkeit des Stromflusses durch den Messwandler über die Zeit charakterisiert, so dass eine Überlast am Verbraucher erkannt werden kann. Durch einen Vergleich des ermittelten Erwärmungsverhaltens des Messwand ^¬ lers mit dem Referenzwert kann somit zwischen einem durch den Nennbetrieb bedingten Erwärmungsverhalten und einem durch ei- ne anstehende Überlast bedingten Erwärmungsverhalten des

Messwandlers unterschieden werden. Im Nennbetrieb liegt der Normalzustand vor. Bei einer anstehenden Überlast wir der Überlastzustand herbeigeführt. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Temperaturmesseinheit einen ersten Temperaturfüh ^¬ ler zum Erfassen der Temperatur des Messwandlers.

Der erste Temperaturfühler kann insbesondere eine Temperatur an einer ersten Messstelle des Messwandlers erfassen und der Auswerteeinheit bereitstellen. Der erste Temperaturfühler ist vorzugsweise auf der dem Messwandler abgewandten Seitenfläche des Trägers angeordnet. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Temperaturmesseinheit ferner einen zweiten Tempe ^¬ raturfühler, wobei der zweite Temperaturfühler eine Referenztemperatur erfassen kann, wobei die Auswerteeinheit eine an ^¬ stehende Überlast am Verbraucher mittels erfassten Temperatu- ren des ersten und zweiten Temperaturfühlers ermitteln kann.

Die Referenztemperatur kann z.B. dezentral zum Messwandler innerhalb der Vorrichtung ermittelt werden; d.h. die Tempera ^¬ tur des Messwandlers wird nicht durch den zweiten Temperatur- fühler erfasst. Die Auswerteeinheit kann somit das Erwär ^¬ mungsverhalten des Messwandlers mittels erfasster Temperatu ^¬ ren des Messwandlers durch den ersten Temperaturfühler und erfasster Referenztemperaturen des zweiten Temperaturfühlers ermitteln und auswerten.

Es ist jedoch ebenso denkbar, dass als Referenztemperatur eine Temperatur an einer Temperaturmessstelle des Messwandlers erfasst wird, welche nicht durch den ersten Temperaturfühler erfasst wird. Ist die Referenztemperatur des zweiten Tempera ^¬ turfühlers eine Temperatur des Messwandlers, so ist der zwei ^¬ te Temperaturfühler derart auf dem Träger angeordnet, dass er eine Temperatur einer Messstelle des Messwandlers erfassen kann .

Durch einen Abgleich einer erfassten Temperatur des Messwandlers mit einer vorzugsweise zeitgleich erfassten Referenztemperatur in der Auswerteinheit können externe Temperaturein- flüsse als Fehlerursache weitestgehend ausgeschlossen werden. Durch die Auswerteeinheit kann somit ein ausschließlich strombedingtes, eine Überlast am Verbraucher charakterisie ^¬ rendes Erwärmungsverhalten des Messwandlers ermittelt werden. Bei einer anstehenden Überlast des Verbrauchers liegt gegen ^¬ über dem Nennbetrieb des Verbrauchers am Messwandler ein er ^¬ höhter Stromfluss und somit eine erhöhte Temperatur vor. Der erste Temperaturfühler detektiert somit eine strombedingte erhöhte Temperatur. Durch den zweiten Temperaturfühler wird als Referenztemperatur z.B. eine Temperatur in der Vorrichtung ermittelt, so dass durch einen Vergleich der Temperatur des ersten Temperaturfühlers mit der Referenztemperatur des zweiten Temperaturfühlers das strombedingte Erwärmungsverhal ^¬ ten des Messwandlers ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann ausgeschlossen werden, dass es sich bei dem ermittelten Erwärmungsverhalten des Messwandlers nicht um einen Erwärmung des Messwandlers durch einen Anstieg der Umgebungstemperatur bei der Vorrichtung handelt sondern um eine strombedingte Er ^¬ wärmung am Messwandler.

Die Erfassung der Temperatur am ersten und zweiten Temperaturfühler erfolgt vorzugsweise zeitgleich.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Temperaturmesseinheit einen dritten Temperatur ^¬ fühler, wobei der erste und dritte Temperaturfühler der ersten Temperaturmesseinheit gleichzeitig jeweils eine Tempera ^¬ tur des Messwandlers erfassen kann, wobei die Auswerteeinheit anhand der erfassten Temperaturen der Temperaturmesseinheit eine anstehende Überlast am Verbraucher ermitteln kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Temperaturmesseinheit einen ersten, zweiten und dritten Temperaturfühler, wobei der erste, zweite und dritte Temperaturfühler derart zum Messwandler angeordnet ist, dass der erste Temperaturfühler eine Temperatur an einem ersten Messpunkt des Messwandlers, der zweite Temperaturfühler eine Temperatur an einem zweiten Messpunkt des Messwandlers und der dritte Temperaturfühler eine Temperatur an einem dritten Messpunkt des Messwandlers erfassen kann, wobei in Bezug zu einer ersten Seitenfläche des Messwandlers der zweite Mess ^¬ punkt zwischen dem ersten und dritten Messpunkt auf der ers- ten Seitenfläche des Messwandlers liegt.

In Bezug zu der zweiten Seitenfläche des Trägers ist der zweite Temperaturfühler zwischen dem ersten und dritten Temperaturfühler angeordnet. Vorzugsweise liegt die erste Sei- tenfläche des Messwandlers der ersten Seitenfläche des Trä ^¬ gers parallel gegenüber.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist mindestens ein Temperaturfühler der Temperaturmesseinheit maximal 2 mm von dem Messwandler beabstandet.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Messwandler ein Widerstand mit einer definierten Erwärmungskurve. Vorzugsweise weist der Messwandler eine kon- stante Verlustleistung und eine charakteristische Erwärmungs ^¬ kurve auf. Der Messwandler ist vorzugsweise ein Shunt.

Der Auswerteeinheit liegt vorzugsweise ein Teil der Erwär ^¬ mungskurve des Messwandlers als Referenzwert vor, so dass sie durch einen Abgleich des ermittelten Erwärmungsverhaltens mit dem Referenzwert eine anstehende Überlast erkennen kann. Bei dem Abgleich mit dem Referenzwert wird vorzugsweise das Er ^¬ wärmungsverhalten des Messwandlers während eines definiertes Zeitintervalls betrachtet. Es werden somit die ermittelten Temperaturen des Messwandlers durch die Temperaturmesseinheit während eines definiertes Zeitintervall analysiert. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Überwachungseinrichtung derart ausgebildet, dass zur Ermittlung des Erwärmungsverhaltens des Messwandlers die Tem ^¬ peratur des Messwandlers wiederholt in einem fest definierten Zeitintervall erfasst und ausgewertet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung ferner eine zweite Strombahn, welche eine erste und eine zweite Leitung umfasst, wobei die Überwa ^¬ chungseinrichtung ferner eine zweite Temperaturmesseinheit und einen zweiten Messwandler, welcher eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten und der zweiten Leitung der zweiten Strombahn herstellt, umfasst, wobei die zweite Temperaturmesseinheit auf dem Träger galvanisch getrennt von dem zweiten Messwandler angeordnet ist und eine Temperatur des zweiten Messwandlers erfassen kann, wobei die Auswerte ^¬ einheit mittels erfassten Temperaturen der zweiten Temperaturmesseinheit ein zeitliches Erwärmungsverhalten des zweiten Messwandlers ermitteln kann und durch eine Auswertung des ermittelten zeitlichen Erwärmungsverhaltens des zweiten Mess- wandlers eine anstehende Überlast am Verbraucher ermitteln kann, wobei das Trennmittel bei einer durch die Auswerteeinheit ermittelten anstehenden Überlast des Verbrauchers den Abstand des zweiten und vorzugsweise ebenso ersten Messwand ^¬ lers zum Träger vergrößert.

Der Träger umfasst somit mindestens einen Temperaturfühler je Temperaturmesseinheit .

Die zweite Strombahn wird vorzugsweise analog zur ersten oder zweiten Strombahn überwacht, wobei gleiche Komponenten der Vorrichtung, sofern möglich, für beide Strombahnen genutzt werden. Es kann z.B. die Auswerteeinheit, der Träger und/oder das Trennmittel gemeinsam genutzt werden. Es ist ebenso denkbar, dass zur Überwachung der zweiten

Strombahn ein analoges System der ersten Strombahn genutzt wird, ohne dass gleiche Komponenten gemeinsam genutzt werden. Liegt ein dreiphasiges System vor, so umfasst die Vorrichtung vorzugsweise eine dritte Strombahn, welche analog zur ersten Strombahn aufgebaut und überwacht wird. D.h. die dritte

Strombahn umfasst einen dritten Messwandler, dessen zeitliches Erwärmungsverhalten durch eine dritte Temperaturmessein- heit ermittelt und durch die Auswerteeinheit ausgewertet wer ^¬ den kann.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Auswerteeinheit und/oder die Temperaturfühler der Temperaturmesseinheit/-en auf dem Träger montiert.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der jeweilige Temperaturfühler derart ausgebildet, dass er in Abhängigkeit der vorliegenden Temperatur einen charak- teristischen elektrischen Zustand einnimmt. Der Temperaturfühler ist insbesondere ein Thermoelement (z.B. Thermodraht) , ein temperaturabhängiger Halbleiter (z.B. Diode, Kaltleiter) oder ein Widerstandsthermometer (z.B. PT100, PT1000). Wird beispielsweise eine Diode als Temperaturfühler verwen ^¬ det, so kann anhand einer Messung der Spannung an der Diode ein Rückschluss auf die vorliegende Temperatur gewonnen wer ^¬ den. Eine Temperaturänderung des Messwandlers würde folglich zu einer Temperaturänderung an der Diode führen, welche zu einer Spannungsänderung führt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Vorrichtung dezentral vom Verbraucher angeordnet, d.h. sie ist kein Bestandteil des Verbrauchers.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung umfasst der Messwandler das Material Kohlenstoff, insbesonde ^¬ re Graphit. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist spätestens 1 Sekunde nach einer durch die Auswerteeinheit ermittelten Überlast durch das Trennmittel der vergrößerte Abstand des Trägers zum Messwandler hergestellt.

Die Betätigung des Trennmittels erfolgt vorzugsweise voll ^¬ ständig automatisch durch die Vorrichtung selbst.

Im Folgenden werden die Erfindung und Ausgestaltungen der Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

FIG 1 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum

Schutz eines elektrischen Verbrauchers,

FIG 2 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Überwachungseinrichtung einer Vorrichtung gemäß der FIG 1 im Normalzustand,

FIG 3 eine schematische Darstellung der Überwachungseinrichtung der FIG 2 im Überlastzustand,

FIG 4 eine schematische Darstellung einer alternativen

Ausführungsform einer Überwachungseinrichtung einer Vorrichtung gemäß der FIG 1 im Normalzustand, und

FIG 5 eine schematische Darstellung der Überwachungseinrichtung der FIG 4 im Überlastzustand .

FIG 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung 1 zum Schutz eines elektrischen Verbrauchers 2. Die Vorrichtung 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Leistungsschalter 1, mit welchem ein Verbraucher 2, nämlich ein dreiphasiger elektrischer Motor 2, überwacht werden kann. Der Leistungsschalter 1 ist hierfür in den Versorgungsstrang des Verbrauchers 2 zwischengeschaltet, so dass mittels des Leistungsschalters 1 die drei Phasen des Verbrauchers 2 überwacht werden können. Damit der Leistungsschalter 1 in den Versorgungsstrang des elektrischen Verbrauchers 2 integriert werden kann, weist er eingangsseitige Anschlussvorrichtungen 106, 206, 306 und aus- gangsseitige Anschlussvorrichtungen 107, 207, 307 auf. In dem Leistungsschalter 1 werden die einzelnen Phasen des Verbrauchers 2 galvanisch getrennt geführt. Die erste Phase des Verbrauchers wird über die erste Strombahn, welche zwischen der ersten eingangseitigen Anschlussvorrichtung 106 und der ersten ausgangsseitigen Anschlussvorrichtung 107 liegt, ge- führt und überwacht. Die zweite Phase des Verbrauchers wird über die zweite Strombahn, welche zwischen der zweiten eingangseitigen Anschlussvorrichtung 206 und der zweiten ausgangsseitigen Anschlussvorrichtung 207 liegt, geführt und überwacht. Die dritte Phase des Verbrauchers wird über die dritte Strombahn, welche zwischen der dritten eingangseitigen Anschlussvorrichtung 306 und der dritten ausgangsseitigen Anschlussvorrichtung 307 liegt, geführt und überwacht. Aus Gründen der Übersicht, wird in der FIG 2 lediglich die erste Strombahn der Vorrichtung 1 mit ihrer Überwachungseinrichtung dargestellt und genauer beschrieben.

Die erste Strombahn umfasst eine erste Leitung 101, eine zweite Leitung 102, ein Schaltelement 105, einen Messwandler 10 und einen Kurzschlussauslöser 103. Zur Überwachung der ersten Strombahn umfasst die Vorrichtung eine Auswerteeinheit 4, ein Schaltschloss 3, eine Temperaturmesseinheit 18 mit ei ^¬ nem ersten und einen zweiten Temperaturfühler 11, 12, einen Träger 15 und ein Trennmittel 19. Über das Schaltelement 105 der ersten Strombahn kann für die erste Phase der Energiefluss zum Verbraucher 2 unterbrochen werden. Die Ansteuerung des Schaltelements 105 erfolgt über das Schaltschloss 3 der Vorrichtung. Das Schaltschloss 3 ist mit der Auswerteeinheit 4 und hierüber mit dem Kurzschluss- auslöser 103 der ersten Strombahn verbunden.

Mittels des Kurzschlussauslösers 103 der ersten Strombahn kann ein auftretender Kurzschluss in der ersten Strombahn und somit in einer Phase des Verbrauchers 2 detektiert werden, so dass bei einer Detektion eines Kurzschlusses die Energiezu ^¬ fuhr zum Verbraucher 2 unterbunden werden kann. Hierfür wird von dem Kurzschlussauslöser 103 ein entsprechendes Signal an das Schaltschloss 3 ausgegeben, so dass dieses das Schaltele ^¬ ment 105 der ersten Strombahn öffnet.

Mittels der Überwachungsvorrichtung kann der Leistungsschalter 1 eine anstehende Überlast des elektrischen Verbrauchers 2 detektieren. Hierfür ist zwischen der ersten und zweiten

Leitung 101, 102 der ersten Strombahn der Messwandler 10 angeordnet. Der Messwandler 10 ist ein metallischer, elektrischer Widerstand mit temperaturunabhängigen Eigenschaften. In Abhängigkeit der vorliegenden Stromhöhe und Stromflusszeit in der ersten Strombahn liegt eine definierte Erwärmung des Messwandlers 10 vor.

Die Temperatur des Messwandlers 10 kann mittels des ersten Temperaturfühlers 11 der Temperaturmesseinheit erfasst wer- den. Die erfasste Temperatur am ersten Temperaturfühler 11 der Temperaturmesseinheit wird der Auswerteeinheit 4 bereit ^¬ gestellt. Der erste Temperaturfühler 11 der ersten Temperaturmesseinheit ist galvanisch von dem Messwandler 10 getrennt und auf der dem Messwandler 10 abgewandten Seitenfläche des Trägers 15 befestigt. Der Träger 15 ist unmittelbar zum Mess ^¬ wandler 10 angeordnet, so dass der erste Temperaturfühler 11 die Temperatur des Messwandlers 10 ermitteln kann.

Mittels des zweiten Temperaturfühlers 12 der Temperaturmess- einheit wird eine Referenztemperatur innerhalb des Leistungs ^¬ schalters 1 gemessen und der Auswerteeinheit 4 bereitge ^¬ stellt. Der erste Temperaturfühler 11 erfasst die Temperatur an einem anderen Messpunkt als der zweite Temperaturfühler 12, so dass im aktiven Betrieb des Verbrauchers 2 eine strom- bedingte Erwärmung des Messwandlers 10 durch zeitgleiche Er ^¬ fassungen der Temperaturen des ersten und zweiten Temperaturfühlers 11, 12 ermittelt werden kann. Durch eine Auswertung der erfassten Temperaturen des ersten und zweiten Temperatur- fühlers 11, 12 kann die Auswerteeinheit 4 ein Erwärmungsver ^¬ halten am Messwandler 10 ermitteln und auswerten. Durch den zusätzlichen Abgleich der Temperatur des ersten Temperaturfühlers 11 mit der Referenztemperatur des zweiten Temperatur- fühlers 12 kann die Analyse der ermittelten Temperatur des

Messwandlers 10 auf die strombedingte Erwärmung des Messwand ^¬ lers 10 reduziert werden. Mittels der ermittelten strombe ^¬ dingten Erwärmung des Messwandlers 10 kann folglich ein Rück- schluss auf den vorliegenden Stromfluss in der ersten Strom- bahn und somit ein Rückschluss auf den vorliegenden Betriebs ^¬ zustand des Verbrauchers 2 gewonnen werden, da bei einer an ^¬ stehenden Überlast ein erhöhter Stromfluss in den einzelnen Phasen des Verbrauchers 2 vorliegt. Der Auswerteeinheit 4 (z. B: ein MikroController) ist die Erwärmungscharakteristik des Messwandlers 10 bekannt und als Referenzwert hinterlegt. Die Auswerteeinheit 4 kann folglich durch einen Vergleich des strombedingten Erwärmungsverhaltens des Messwandlers 10 insbesondere während eines definierten Zeitintervalls, mit dem Referenzwert eine anstehende Überlast des elektrischen Verbrauchers 2 ermittelt und entsprechende Gegenmaßnahmen einleiten. Das Zeitintervall in welchem die Analyse des Erwärmungsverhaltens des Messwandlers 10 erfolgt, wird vorzugsweise in Abhängigkeit der vorliegenden Temperatur des Messwandlers 10 gewählt. Bei einer ermittelten anstehen ^¬ den Überlast des Verbrauchers 2 gibt die Auswerteeinheit 4 ein Warnsignal an das Schaltschloss 3 aus, so dass das

Schaltelement 105 geöffnet wird und somit der Energiefluss zum Verbraucher 2 unterbunden wird. Auf diese Weise kann eine thermische Beschädigung des Verbrauchers 2 durch eine Über ^¬ last vermieden werden.

Dadurch, dass eine thermische Überlast des Verbrauchers 2 durch eine Auswertung des Erwärmungsverhaltens des Messwand- lers 10 ermittelt wird, liegt ebenso ein thermisches Gedächt ^¬ nis durch den Messwandler 10 vor. Erst nachdem der Messwandler 10 eine definierte Abkühlung erfahren hat, kann das

Schaltelement 105 geschlossen werden, so dass der Verbraucher 2 erneut an das Versorgungsnetz geschaltet wird und wieder mit Strom versorgt wird. Die Ermittlung der notwendigen Abkühlung des Verbrauchers 2 erfolgt durch eine Analyse der Temperatur des Messwandlers 10 mittels des Temperaturfühlers 11 und der Auswerteeinheit 4. Hierfür liegt der Auswerteeinheit 4 ebenso ein Referenzwert vor.

Die Vorrichtung 1 zur Überwachung einer thermischen Überlast eines Verbrauchers 2 wurde in FIG 1 beispielhaft anhand eines Leistungsschalters 1 beschrieben. Ebenso kann die Vorrichtung 1 z.B. ein Überlastrelais sein. In diesem Fall wären der Kurzschlussauslöser 103 sowie gegebenenfalls das Schalt- schloss 3 und dessen anzusteuerndes Schaltelement 105 nicht vorhanden .

Die Temperaturfühler 11, 12 sind jeweils Halbleiter, insbesondere Dioden, so dass mittels einer Analyse deren Spannung die Temperatur am Temperaturfühler 11, 12 ermittelt werden kann. Zur Steigerung der Messgenauigkeit können ebenso mehre- re Temperaturfühler an dem Messwandler 10 platziert werden. Ebenso ist es denkbar, dass der zweite Temperaturfühler 12 außerhalb der Vorrichtung 1 platziert ist.

Als Verbraucher 2 kann ebenso eine Leitung gesehen werden, bei welcher ein Schutz vor einer thermischen Überlast sichergestellt werden muss.

Ein großer Vorteil der Vorrichtung 1 und insbesondere der Überwachungseinrichtung besteht darin, dass eine sichere gal- vanische Trennung zwischen den einzelnen Phasen (Strombahnen) sowie zwischen den Temperaturfühlern 11,12 zu den Strombahnen ermöglicht wird.

Der Messwandler 10 weist üblicherweise bei Nennbetrieb des Verbrauchers 2 eine Temperatur von ca. 60-100°C auf. Bei ei ^¬ nem Kurzschluss in einer Strombahn können hingegen für einige Millisekunden maximal Temperaturen von bis zu 500°C am Messwandler 10 entstehen. Diese Höchsttemperatur kühlt sich, in den ersten 10 Millisekunden bis 20 Millisekunden, rasch ab. Danach klingt die Temperatur bei einem Level von ca. 200 bis 250°C langsam für einige Minuten ab. Bei einem Überlastfall können für einige Sekunden Temperatur von bis zu 300 °C am Messwandler 10 vorliegen. Auch diese Temperaturen klingen für einige Minuten langsam ab.

Dadurch, dass das Trennmittel 19 derart ausgebildet ist, dass es bei einer durch die Auswerteeinheit 4 ermittelten anste- henden Überlast des Verbrauchers 2 oder bei einem durch die Vorrichtung 1 ermittelten Kurzschluss den Abstand des Mess ^¬ wandlers 10 zum Träger 15 vergrößert, kann eine thermische Beschädigung des Trägers 15 und insbesondere der auf dem Trä ^¬ ger 15 montierten Komponenten (z.B. erster Temperaturfühler 11, Auswerteeinheit 4) verhindert werden. Sobald die Vorrich ^¬ tung 1 eine anstehende thermische Überlast oder einen Kurz ^¬ schluss ermittelt, wird das Schaltschloss 3 der Vorrichtung 1 angesteuert. Das Schaltschloss 3 öffnet das Schaltelement 105 der Strombahn, so dass der Stromfluss über die Strombahn zum Verbraucher 2 unterbunden ist.

Das Trennmittel 19 ist mit dem Schaltschloss 3 derart gekop ^¬ pelt, dass es bei einer Betätigung des Schaltschlosses 3 ebenso betätigt wird. Durch die Betätigung des Trennmittels 19 erfolgt eine räumliche Beabstandung des Trägers 15 zum Messwandler 10. Hierfür kann der Träger 15 einseitig oder vollständig vom Messwandler 10 beabstandet werden. Ebenso ist es denkbar, dass der Messwandler 10 vom Träger 15 abgehoben wird, so dass der Abstand des Messwandlers 10 zum Träger 15 vergrößert ist.

Das Herbeiführen des Abstandes des Messwandlers 10 zum Träger 15 durch das Trennmittel 19 kann mechanisch (z.B. mittels Fe ^¬ dern), magnetisch oder elektromechanisch erfolgen.

Das Trennmittel 19 ist beispielsweise mit dem Schaltschloss 3 und dem Träger 15 mechanisch gekoppelt. Durch eine Betätigung des Schaltschlosses 3 wird dieses räumlich ausgelenkt und lenkt durch die mechanische Kopplung mit dem Trennmittel 19 ebenso das Trennmittel 19 räumlich aus. Durch die räumliche Auslenkung des Trennmittels 19 wird ein Teil des Trägers 15 freigegeben, so dass der Träger 15 durch eine Feder, welche den Träger 15 mit einer Kraft beaufschlagt, vom Messwandler 10 weggedrückt wird, so dass der Abstand zwischen dem Träger 15 und dem Messwandler 10 vergrößert wird.

Das Trennmittel 19 ist vorzugsweise mit dem Schaltschloss 3 und dem Träger 15 derart mechanisch gekoppelt, dass es vor dem Schließen des Schaltelements 105 erneut den ursprüngli ^¬ chen Abstand vor dem Beabstanden des Trägers 15 vom Messwand ^¬ ler 10 herstellt. Da es sich bei dem dargestellten Verbraucher 2 um einen dreiphasigen Verbraucher 2 handelt, wird bei einer ermittelten anstehenden thermischen Überlast oder einem Kurzschluss durch das Schaltschloss 3 jeweils das Schaltelement 105 der drei Strombahnen angesteuert, so dass der Stromfluss auf den drei Strombahnen unterbunden ist. Der Aufbau der zweiten und dritten Strombahn der Vorrichtung ist analog zur ersten Strombahn aufgebaut, wobei der Träger 15, die Auswerteeinheit 4, das Trennmittel 19, das Schaltschloss 3 sowie der zweite Tempera ^¬ turfühler 12 innerhalb der Vorrichtung 1 gemeinsam genutzt werden. Es ist jedoch ebenso denkbar, diese Komponenten bzw. Teile davon, separat für die jeweilige Strombahn ausgebildet sind .

Die Figuren 2 und 3 zeigen eine schematische Darstellung ei- ner Ausführungsform einer Überwachungseinrichtung einer Vorrichtung gemäß der FIG 1. Die Figuren 4 und 5 zeigen eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform einer Überwachungseinrichtung einer Vorrichtung gemäß der FIG 1.

Die Figuren 2 und 4 zeigen die Überwachungseinrichtung im Normalzustand/Normalbetrieb, d.h. die Strombahn zwischen der eingangsseitigen Anschlussvorrichtungen und der ausgangssei- tigen Anschlussvorrichtungen ist elektrisch leitend miteinander verbunden und der Träger 15 ist vom Messwandler 10 normal beabstandet . Die Figuren 3 und 5 zeigen die Überwachungseinrichtung im Überlastzustand, d.h. eine anstehende thermische Überlast wurde durch die Auswerteeinheit ermittelt oder ein Kurz- schluss wurde durch den Kurzschlussauslöser ermittelt. Die Strombahn zwischen der eingangsseitigen Anschlussvorrichtun- gen und der ausgangsseitigen Anschlussvorrichtungen wurde daher durch das zugehörige Schaltelement geöffnet, so dass der Stromfluss über die Strombahn verhindert wird. Ferner wurde mittels des Trennmittels der Anstand des Trägers 15 zum Mess ^¬ wandler 10 im Vergleich zum Normalzustand vergrößert.

Die Überwachungseinrichtung umfasst eine Temperaturmesseinheit, einen Träger 15, eine Auswerteeinheit 4, ein Trennmit ^¬ tel und einen Messwandler 10, welcher eine elektrisch leitende Verbindung zwischen der ersten und zweiten Leitung 101, 102 der ersten Strombahn herstellt. Ein Temperaturfühler 11 der Temperaturmesseinheit ist auf dem Träger 15 galvanisch getrennt von dem Messwandler 10 angeordnet. Der Temperaturfühler 11 (z.B. Diode) ist derart am Träger 15 angeordnet, dass er eine Temperatur des Messwandlers 10 erfassen kann. Der Temperaturfühler 11 ist mit der Auswerteeinheit 4, welche ebenso auf dem Träger 15 befestigt ist, verbunden, so dass die Auswerteeinheit 4 mittels des Temperaturfühlers 11 die aktuell vorliegende Temperatur des Messwandlers 10 erfassen und auswerten kann.

Die Auswerteeinheit 4 kann somit mittels der erfassten Tempe ^¬ raturen der Temperaturmesseinheit ein zeitliches Erwärmungs ^¬ verhalten des Messwandlers 10 ermitteln. Durch eine Auswertung des ermittelten zeitlichen Erwärmungsverhaltens des Messwandlers 10 (insbesondere des zeitlichen strombedingten Erwärmungsverhaltens des Messwandlers 10) kann die Auswerte ^¬ einheit 4 eine anstehende Überlast am Verbraucher ermitteln. In den Figuren 2 und 3 umfasst das Trennmittel ein Halteele ^¬ ment 191, eine Feder 192 und ein Scharnier 193. Der Träger 15 ist mittels des Scharniers 193 beweglich gelagert, so dass er vom Messwandler 10 beabstandet werden kann. Zwischen dem Trä- ger 15 und dem Messwandler 10 befindet sich die mit Federkraft beaufschlagte Feder 192. Der Träger 15 wird mittels des Stößels 191 in seiner Normalposition gehalten, so dass mittels der Temperaturmesseinheit und der Auswerteeinheit 4 die ordnungsgemäße Überwachung des der Vorrichtung nachgeschalte- ten Verbrauchers hinsichtlich einer thermischen Überlast erfolgen kann. Wird durch die Auswerteeinheit 4 eine anstehende Überlast ermittelt, so wird durch dass Trennmittel der Ab ^¬ stand des Messwandlers 10 zum Träger 15 vergrößert. Die FIG 3 zeigt einen derartigen Zustand. Der Träger 15 ist einsseitig vom Messwandler 10 weggeklappt, so dass der Abstand zwischen dem Träger 15 und dem Messwandler 10 vergrößert wurde.

Zur Herstellung des Abstands zwischen dem Träger 15 und dem Messwandler 10 wurde das Halteelement 191 des Trennmittels von der Auswerteeinheit 4 mittelbar oder unmittelbar (z.B. über die Ansteuerung des Schaltschlosses der Vorrichtung) angesteuert, so dass das Halteelement 191 eine Seite des Trä ^¬ gers 15 freigibt. Die mit Federkraft beaufschlagte Feder 192 des Trennmittels bewegt daraufhin den Träger 15 vom Messwand- 1er 10 weg, so dass der Abstand des Messwandlers 10 zum Trä ^¬ ger 15 im Bereich der Feder 192 vergrößert wird.

Da das Trennmittel ebenso bei vorliegen eines Kurzschlusses den Abstand zwischen dem Messwandler 10 und dem Träger 15 vergrößert, kann insbesondere der Träger 15 und die auf dem Träger 15 im Bereich des Messwandlers 10 angeordneten Komponenten vor einer thermischen Beschädigung geschützt werden, da im thermisch kritischsten Zustand des Messwandlers 10 sei ^¬ tens des Trägers 15 automatisch ein Sicherheitsabstand herge- stellt wird. Ein weiterer großer Vorteil besteht darin, dass durch das Abheben des Trägers 15 vom Messwandler 10 der Messwandler 10 besser und schneller gekühlt wird. Durch diese Ma- terialschonung kann die Funktionsdauer der Vorrichtung verlängert werden.

Es ist ebenso denkbar, dass zur Beabstandung des Messwandlers 10 vom Träger 15 das Trennmittel dezentral zum Messwandler 10 angeordnet ist. Es ist somit ebenso denkbar, dass das Schar ^¬ nier 193 und die Feder 192 nicht im Bereich des Messwandlers 10 am Träger 15 angeordnet ist, sondern mit anderen Komponenten des elektrischen Schaltgerätes zusammenwirkt, so dass der Abstand zwischen dem Messwandler 10 und dem Träger 15 vergrößert werden kann.

Im Gegensatz zu der Ausführungsform der Figuren 2 und 3 wird in der Ausführungsform der Figuren 4 und 5 der Träger 15 im Überlastfall nicht einseitig vom Messwandler 10 abgehoben, sondern mittels zweier Federn 192 des Trennmittels vollständig vom Träger 15 beabstandet, siehe FIG 5. Die Seitenfläche des Trägers 15, welche dem Messwandler 10 zugewandt ist, ist im Überlastzustand (FIG 5) im Vergleich zum Normalzustand (FIG 4) weiter vom Träger 15 beabstandet.

Grundsätzlich ist es ebenso denkbar, dass der Träger 15 innerhalb der Vorrichtung fix positioniert ist und der Mess ^¬ wandler 10 vom Träger 15 im Überlastfall und/oder Kurz- schlussfall einseitig oder vollständig abgehoben wird.

Durch einen Kurzschluss bzw. eine Überlast entsteht im Mess ^¬ wandler 10 eine so große Hitze, so dass unter Umstanden das Trägermaterial des Trägers 15 wie z.B. ein PCB (printed cir- cuit board) geschädigt oder zerstört werden würde. Die Beein ^¬ trächtigung kann durch das Nachheizen des Messwandlers 10 in das Trägermaterial verursacht werden. Die ersten Temperatur ^¬ erhöhungen (Rush- und Anlaufstrom) vom Messwandler 10 durch das Trägermaterial hindurch zur Sensorik (Temperaturfühler 11, Auswerteeinheit 4) sind so schnell, dass hier noch keine Beschädigung hervorgerufen wird. Das Nachheizen über die gesamte Temperatureinwirkzeit jedoch mindert oder schädigt das Trägermaterial bzw. deren Eigenschaften. Erkennt die Sensorik (Temperaturüberwachungseinrichtung und Auswerteeinheit 4) über die Steilheit der Temperatur-/ Zeit ^¬ kurve, dass es sich um ein außerplanmäßiges Betriebsverhalten handelt, wird elektronisch oder über einen mechanischen Aus- löser, das Schaltschloss der Vorrichtung geöffnet. Das

Schaltschloss kann jedoch auch aufgrund einer Überlasterkennung durch den Kurzschlussauslöser oder anderes Organ geöffnet werden. Mit dem Öffnen des Schaltschlosses wird der Messwandler 10 vom Träger 15 einseitig (FIG 3) oder komplett (FIG 5) abgeho ^¬ ben. Mit dem Abheben des Messwandlers 10 wird das Nachheizen in das Trägermaterial als auch in die Elektronik des Trägers 15 unterbrochen.

Das Herstellen des Abstands vom Träger zum Messwandler 10 durch das Trennmittel kann durch eine zusätzliche zum Schalt ^¬ schloss vorhandene Mechanik geschehen. Es ist aber ebenso denkbar, dass das Trennmittel Bestandteil des Schaltschlosses selbst ist.

Das Abheben des Trägers 19 vom Messwandler 10 (oder umgekehrt) kann z.B. über Federn 192, einer Vorspannung des Messwandlers 10 selbst oder einer Vorspannung des Trägers 15 selbst geschehen.

Es ist ebenso denkbar, dass das Halten des Abstandes des Trä ^¬ gers 15 zum Messwandler 10 im Normalzustand sowie das Her ^¬ stellen des vergrößerten Abstandes im Überlastzustand mittels Magnetismus in Verbindung mit mechanischen Komponenten erfolgt (z.B. elektromagnetisches Schaltschloss).

Ferner ist denkbar, dass zur Beabstandung des Messwandlers 10 vom Träger 15 das Trennmittel dezentral zum Messwandler 10 angeordnet ist.