Die Erfindung betrifft einen Fehlerstromschutzschalter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

In zahlreichen Ländern sind Fehlerstromschutzschalter mit netzspannungsunabhänger Fehlerstromauslösung gesetzlich vorgeschrieben. Darunter versteht man

Fehlerstromschutzschalter, welche keine mit Netzspannung versorgte Elektronik aufweisen, zum Detektieren und Bewerten eines auftretenden Fehlerstromes.

Derartige netzspannungsunabhänge Fehlerstromschutzschalter, weisen nur eine

eingeschränkte Funktionalität auf, und sind nicht zum Detektieren sämtlicher in einer modernen Installationsumgebung auftretenden Fehlerströme geeignet.

Aufgabe der Erfindung ist es daher einen Fehlerstromschutzschalter der eingangs genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem, bei Erhaltung der netzspannungsunabhängen Grundfunktionalität, der Schutz von Menschen und Anlagen vor gefährlichen Fehlerströmen erweitert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.

Dadurch kann die Funktionalität eines netzspannungsunabhängigen

Fehlerstromschutzschalters erweitert werden, ohne dass hiezu dessen Grundfunktionen beeinträchtigt werden, oder der innere Aufbau des Fehlerstromschutzschalters grundsätzlich verändert werden muss. Dadurch kann der betreffende Fehlerstromschutzschalter je nach Anwendungsfall erweitert werden, oder für sich allein als netzspannungsunabhängiger Fehlerstromschutzschalter verwendet werden. Dadurch kann einfach eine Erweiterung eines bestehenden Schutzkonzepts erfolgen. Dadurch kann je nach Bedarf auch ein Schutz vor glatten Gleichfehlerströmen ermöglicht werden.

Die Erfindung betrifft weiters ein Auslösemodul gemäß dem Gattungsbegriff des

Patentanspruches 6. Es ist bekannt in Fehlerstromschutzschaltern netzspannungsabhängige Komponenten einzubauen um dadurch die Funktionalität des betreffenden Schalters zu erweitern. Allerdings weisen derartige Fehlerstromschutzschalter den Nachteil auf, dass diese in vielen Ländern nicht zulässig sind, und auch wenn diese eine netzspannungsunabhängige Grundfunktionalität aufweisen, nicht als voll netzspannungsunabhängig angesehen werden. Zudem weisen derartige Fehlerstromschutzschalter nach wie vor ein - im Vergleich zu voll

netzspannungsunabhängigen Fehlerstromschutzschaltern - höheres Ausfallrisiko auf, da die elektronischen Bauteile in derartigen Fehlerstromschutzschaltern einer erhöhten thermischen Belastung ausgesetzt sind, welche deren Lebensdauer negativ beeinflusst. Zudem ist es innerhalb eines herkömmlichen Gehäuses eines Fehlerstromschutzschalters nicht möglich thermisch höher belastbare Bauteile einzusetzen, da hiefür schlichtweg der Platz fehlt, ebenso wie für das Vorsehen von Kühlkörpern.

Aufgabe der Erfindung ist es weiters ein Auslösemodul der vorstehend genannten Art anzugeben, mit welchem die genannten Nachteile vermieden werden können, und mit welchem, bei Erhaltung der netzspannungsunabhängen Grundfunktionalität eines

Fehlerstromschutzschalters, der Schutz von Menschen und Anlagen vor gefährlichen

Fehlströmen erweitert werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies durch die Merkmale des Patentanspruches 6 erreicht.

Dadurch kann die Funktionalität eines netzspannungsunabhängen Fehlerstromschutzschalters erweitert werden. Durch das hohe Platzangebot in einem außerhalb des

Fehlerstromschutzschalters angeordneten Auslösemodul können Bauteile verwendet werden, welche eine hohe thermische Belastbarkeit aufweisen. Dadurch kann eine hohe Lebensdauer des Auslösemoduls erreicht werden. Dadurch kann vor allem die Funktionalität eines netzspannungsunabhängen Fehlerstromschutzschalters hinsichtlich dem Erkennen glatter Gleichfehlerströme erweitert werden.

Die Unteransprüche betreffen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Ausdrücklich wird hiermit auf den Wortlaut der Patentansprüche Bezug genommen, wodurch die Ansprüche an dieser Stelle durch Bezugnahme in die Beschreibung eingefügt sind und als wörtlich wiedergegeben gelten.

Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen eine lediglich bevorzugte Ausführungsform beispielhaft dargestellt ist, näher beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines

Fehlerstromschutzschalters sowie ein Blockschaltbild einer bevorzugten Ausführungsform eines Auslösemoduls; und

Fig. 2 eine Anordnung aus einem Fehlerstromschutzschalter und einem Auslösemodul.

Der Fehlerstromschutzschalter 1 ist dabei - in den dargestellten Ausführungsformen - ausgebildet als Fehlerstromschutzschalter 1 mit einer Sensor anordnung 2 zum

netzspannungsunabhängigen Detektieren eines Fehlerstromes, und einer

netzspannungsunabhängigen Auslöseschaltung 3, wobei die Sensor anordnung 2 einen Summenstromwandler 4 mit einer Sekundärwicklung 5 aufweist, welche Sekundärwicklung 5 mit der Auslöseschaltung 3 schaltungstechnisch verbunden ist, wobei der

Fehlerstromschutzschalter 1 weiters aufweist: einen elektrischen Netzspannungsausgang 6, einen elektrischen Eingang 7, welcher mit der Auslöseschaltung 3 schaltungstechnisch verbunden ist, eine elektrische Schutzschalterschnittstelle 8, welche mit einer, auf dem

Summenstromwandler 4 angeordneten, Tertiärwicklung 9 schaltungstechnisch verbunden ist.

Das Auslösemodul 23 ist - in den dargestellten Ausführungsformen - ausgebildet als Auslösemodul 23 umfassend eine Datenverarbeitungseinheit 24, einen elektrischen

Netzspannungseingang 25, einen elektrischen Ausgang 26, und eine Modulschnittstelle 27, wobei die Modulschnittstelle 27 und der Ausgang 26 schaltungstechnisch mit der

Datenverarbeitungseinheit 24 verbunden sind, und der Netzspannungseingang 25 über ein Netzteil 28 mit der Datenverarbeitungseinheit 24 verbunden ist.

Es ist vorgesehen, dass der gegenständliche Fehlerstromschutzschalter 1 und das

gegenständliche Auslösemodul 23 in der Art Stecker/Steckdose zusammenwirken.

Dadurch kann die Funktionalität eines netzspannungsunabhängigen Fehlerstromschutzschalters 1 erweitert werden, ohne dass hiezu dessen Grundfunktionen beeinträchtigt werden, oder der innere Aufbau des Fehlerstromschutzschalters 1 grundsätzlich verändert werden muss. Dadurch kann der betreffende Fehlerstromschutzschalter 1 je nach Anwendungsfall erweitert werden, oder für sich allein als netzspannungsunabhängiger Fehlerstromschutzschalter 1 verwendet werden. Dadurch kann einfach eine Erweiterung eines bestehenden Schutzkonzepts erfolgen. Dadurch kann je nach Bedarf auch ein Schutz vor glatten Gleichfehlerströmen ermöglicht werden.

Dadurch kann die Funktionalität eines netzspannungsunabhängen Fehlerstromschutzschalters 1 erweitert werden. Durch das hohe Platzangebot in einem außerhalb des

Fehlerstromschutzschalters 1 angeordneten Auslösemodul 23 können Bauteile verwendet werden, welche eine hohe thermische Belastbarkeit aufweisen. Dadurch kann eine hohe Lebensdauer des Auslösemoduls 23 erreicht werden. Dadurch kann vor allem die

Funktionalität eines netzspannungsunabhängen Fehlerstromschutzschalters 1 hinsichtlich dem Erkennen glatter Gleichfehlerströme erweitert werden.

Fig. 1 zeigt die beiden Vorrichtungen, daher den Fehlerstromschutzschalter 1 und das Auslösemodul 23 jeweils als Blockschaltbild und jeweils besonders bevorzugte

Ausführungsformen, welche nachfolgend beschrieben werden.

Der Fehlerstromschutzschalter 1 ist als Fehlerstromschutzschalter 1 mit

netzspannungsunabhängiger Fehlerstromauslösung ausgebildet. Hiezu weist dieser eine Sensor anordnung 2 zum netzspannungsunabhängigen Detektieren eines Fehlerstromes auf, welche einen Summenstromwandler 4 aufweist, durch welchen, bzw. durch eine Öffnung von dessen Kern, die Leiter LI, L2, L3, N des elektrischen Netzes geführt sind, welches überwacht wird. In der Fig. 1 sind die drei Außenleiter LI, L2, L3 und der Neutralleiter N eines Drehstromnetzes eingezeichnet, es kann aber vorgesehen sein, lediglich einen

Außenleiter LI und den Neutralleiter N zu überwachen. Die Außenleiter LI, L2, L3 und der Neutralleiter N sind an Anschlussklemmen 12 des Fehlerstromschutzschalters 1

angeschlossen und über Trennkontakte 16 des Fehlerstromschutzschalters 1 geführt.

Um den Kern des Summenstromwandlers 4 ist in bekannter Weise eine Sekundärwicklung 5 angeordnet, welche mit einer Auslöseschaltung 3 verbunden ist. Die Sekundärwicklung 5 ist dabei bevorzugt mit einer Schaltung 31 zur Bewertung des Fehlerstromes verbunden.

Bevorzugt ist dabei der Einsatz einer Energiespeicherschaltung vorgesehen, es kann aber auch jede andere Art einer netzspannungsunabhängigen Auslöseschaltung 3 vorgesehen sein. Die Schaltung 31 steuert einen elektromagnetischen Auslöser 14, etwa ein Relais bzw. ein

Permanentmagnetauslöser, an, welcher wiederum mit einem Schaltschloss 17 mechanisch wirkverbunden ist. Das Schaltschloss 17 wirkt auf die Trennkontakte 16 um im Bedarfsfall ein schnelles Öffnen der Trennkontakte 16 zu bewirken.

Der dargestellte Fehlerstromschutzschalter 1 weist weiters eine Prüfeinrichtung auf, bestehend aus einem Testschalter 19, einem Prüfwiderstand 20, dem Prüfstromkreis 21 und dem Hilfskontakt 22.

Es ist vorgesehen, dass der Fehlerstromschutzschalter 1 einen elektrischen

Netzspannungsausgang 6 aufweist. Dieser ist bevorzugt mit lastseitigen Anschlussklemmen 12 des Fehlerstromschutzschalters 1 schaltungstechnisch verbunden. Dabei ist vorgesehen, dass der Netzspannungsausgang 6 wenigstens mit einem Außenleiter LI und dem

Neutralleiter N verbunden ist.

Es ist weiters vorgesehen, dass der Fehlerstromschutzschalter 1 einen elektrischen Eingang 7 aufweist, welcher mit der Auslöseschaltung 3 schaltungstechnisch verbunden ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass zwischen der Sekundärwicklung 4 und der Auslöseschaltung 3 ein elektrisch betätigbarer Schalter 10 angeordnet ist, und dass ein Steuereingang 11 des Schalters 10 mit dem Eingang 7 schaltungstechnisch verbunden ist. Dadurch besteht die Möglichkeit von außerhalb des Fehlerstromschutzschalters 1 die Auslöseschaltung 3 zu deaktivieren, indem der Schalter 10 angesteuert wird, durch Anlagen einer entsprechenden Steuerspannung an den Steuereingang 11, und der Schalter 10 den Stromfluss in der Auslöseschaltung 3 unterbricht. Der Schalter 10 ist bevorzugt als Relais ausgebildet, kann aber auch als Halbleiterschalter ausgebildet sein.

Gemäß der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist weiters vorgesehen, dass der Eingang 7 mit Steueranschlüssen 13 eines elektromagnetischen Auslösers 14 der

Auslöseschaltung 3 schaltungstechnisch verbunden ist. Dadurch ist ein Auslösen des

Fehlerstromschutzschalters 1 von außerhalb des Fehlerstromschutzschalters 1 möglich.

Es ist weiters vorgesehen, dass der Fehlerstromschutzschalter 1 eine elektrische

Schutzschalterschnittstelle 8 aufweist. Zusätzlich ist auf dem Summenstromwandler 4 eine zusätzliche Wicklung zur Detektion von Fehlerströmen angeordnet, welche als

Tertiärwicklung 9 bezeichnet wird. Es ist dabei vorgesehen, dass die Schutzschalterschnittstelle 8 schaltungstechnisch mit der Tertiärwicklung 9 verbunden ist. Dabei ist bevorzugt sowohl vorgesehen, Signale aus der Tertiärwicklung 9 auszulesen, aber auch die Tertiärwicklung 9 zudem bzw. zusätzlich dazu zu benutzen den Kern des

Summenstromwandlers 4 mittels eines alternierenden Signals vorgebbar zu magnetisieren. Dies wird angewandt um Gleichfehlerströme zu detektieren. Bei einer entsprechenden Vormagnetisierung besteht die Möglichkeit über dieselbe Leitung bzw. Wicklung, über welche die Vormagnetisierung erfolgt, daher bei gegenständlicher Ausführungsform die Tertiärwicklung 9, Veränderungen zu detektieren, aus welchen auf Gleichfehlerströme geschlossen werden kann. Ein entsprechendes Verfahren ist etwa aus der veröffentlichten Patentanmeldung AT 511 285 A2 bekannt.

Die Begriffe Schutzschalterschnittstelle 8 und Modulschnittstelle 27 wurden jeweils in Hinblick auf eine Unterscheidung der jeweiligen Schnittstellen gewählt, welche Teil der unterschiedlichen Vorrichtungen, daher des Fehlerstromschutzschalter 1 bzw. des

Auslösemoduls 23 sind. Diese Bezeichnungen leiten keine besondere Funktion ab, welche die betreffenden Schnittstellen erfüllen müssen. Vielmehr kann jede Form einer elektrischen Schnittstelle sowie die entsprechenden Kontaktstellen vorgesehen sein.

Zudem sei darauf hingewiesen, dass die Angaben wie Eingang/ Ausgang jeweils sämtliche Leitungen bezeichnen, aus welcher der betreffende Eingang bzw. Ausgang gebildet ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform umfasst etwa der Netzspannungsausgang 6 vier Leiter.

Der Fehlerstromschutzschalter 1 weist weiters gemäß einer bevorzugten Ausführungsform an einer Rückseite eine Montageaufnahme auf, insbesondere eine Aufnahme zur Befestigung des Fehlerstromschutzschalters 1 an einer Hutprofilschiene. Dabei ist weiters bevorzugt vorgesehen, dass der Netzspannungsausgang 6, der Eingang 7 und die

Schutzschalterschnittstelle 8 an einer Fehlerstromschutzschalter-Seitenfläche 15 des

Fehlerstromschutzschalters (1) angeordnet sind. Dadurch besteht die vorteilhafte Möglichkeit eine Baugruppe aus einem Fehlerstromschutzschalter 1 und einem Auslösemodul zu bilden.

Die gegenständliche Erfindung betrifft ebenfalls ein Auslösemodul 23 umfassend eine Datenverarbeitungseinheit 24, einen elektrischen Netzspannungseingang 25, einen

elektrischen Ausgang 26, und eine Modulschnittstelle 27, wobei die Modulschnittstelle 27 und der Ausgang 26 schaltungstechnisch mit der Datenverarbeitungseinheit 24 verbunden sind, und der Netzspannungseingang 25 über ein Netzteil 28 mit der

Datenverarbeitungseinheit 24 verbunden ist.

Die einzelnen Eingänge 25, Ausgänge 26 und die Modulschnittstelle 27 des Auslösemoduls 23 sind daher zur Ansteuerung bzw. Kommunikation mit einem vorstehend beschriebenen Fehlerstromschutzschalter 1 vorgesehen und hinsichtlich der Ströme und de Spannungspegel entsprechend auszulegen. Es ist dabei selbstverständlich, dass eine entsprechende Steuerung des Fehlerstromschutzschalters 1 nur möglich ist, wenn dies gegeben ist. Durch

entsprechende bauliche Ausgestaltung der jeweiligen Anschlüsse kann sichergestellt werden, dass nur kompatible Fehlerstromschutzschalter 1 und Auslösemodule 23 schaltungstechnisch verbunden werden.

Die Datenverarbeitungseinheit 24 ist bevorzugt als Mikroprozessor oder Mikrokontroller ausgebildet, es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Datenverarbeitungseinheit 24 als programmierbarer Logikbaustein, etwa als PLD oder FPGA, ausgebildet ist. Dadurch ist eine reine Hardware- Ausführung der Datenverarbeitungseinheit 24 möglich.

Die Datenverarbeitungseinheit 24 ist bevorzugt dazu ausgebildet, ein vorgebbar

alternierenden Signals zu Erzeugen und an der Modulschnittstelle 27 auszugeben. Wodurch eine Vormagnetisierung des Summenstromwandlers 4 erfolgen kann, zum Detektieren glatter Gleichfehlerströme.

Weiters ist bevorzugt vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinheit 24 dazu ausgebildet ist, Signale über die Modulschnittstelle 27 einzulesen, und diese mit wenigstens einem

gespeicherten Vergleichswert oder Grenzwert zu vergleichen.

Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Datenverarbeitungseinheit 24 dazu ausgebildet ist, vorgebbare elektrische Signale zu erzeugen und an dem Ausgang 26 auszugeben. Damit sind insbesondere Steuersignale gemeint, um den Schalter 10 zu öffnen bzw. um den Auslöser 14 zu betätigen. Dabei kann es sich etwa um Ausgabe einer konstanten Spannung von 12 V handeln.

Es ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass sobald die Datenverarbeitungseinheit 24 ausreichend spannungsversorgt wird, diese ein entsprechendes Schaltsignal erzeugt und am Ausgang 26 ausgibt um den Schalter 10 offen zu halten.

Weiters weist das Auslösemodul 23 bevorzugt noch weitere nicht dargestellte Komponenten auf, wie etwa A/D- und D/A- Wandler, bzw. Speicherbausteine. Zudem kann eine Anzeige 30 vorgesehen sein, um Betriebszustände anzuzeigen. Weiters kann eine Aufnahme für

Speicherkarten vorgesehen sein, um Einstellungen bzw. Programmierungen der

Datenverarbeitungseinheit 24 zu verändern. Ebenso eine entsprechende Bus- Schnittstelle.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Auslösemodul 23 an einer Rückseite eine Montageaufnahme aufweist, und dass der Netzspannungseingang 25, der Ausgang 26 und die Modulschnittstelle 27 an einer Auslösemodul-Seitenfläche 29 des Auslösemoduls 23 angeordnet sind, wodurch die bereits erwähnte vorteilhafte seitliche Kopplung mit einem gegenständlichen Fehlerstromschutzschalter 1 ermöglicht wird. Fig. 2 zeigt eine entsprechende Anordnung.

Weiters ist vorgesehen, dass das Auslösemodul 23 entsprechende Anschlüsse aufweist um ein weiterer Auslösemodul 23 an dieses anzuschließen, was in Fig. 1 durch die seitlich des Auslösemodul 23 abgehenden Doppelpfeile 32 symbolisiert wird.