УСТРОЙСТВО ЗАЩИТНОГО ОТКЛЮЧЕНИЯ Российский патент 2016 года по МПК H01H83/14 H02H3/33 

Изобретение относится к устройству защитного отключения согласно ограничительной части п. 1 формулы изобретения.

Устройства защитного отключения имеют, как правило, испытательное устройство, чтобы проверять эффективность срабатывания соответствующего устройства защитного отключения при возникновении тока утечки. При этом посредством измерительного щупа замыкается токовая цепь, в которой ток проводится в обход детектора тока утечки, например преобразователя суммарного тока. Подобный ток распознается функционирующим устройством защитного отключения как ток утечки, после чего при функционирующем устройстве защитного отключения коммутационные контакты размыкаются, и последующая электрическая сеть, защищаемая устройством защитного отключения, отключается или соответственно отсоединяется от другой предвключенной электрической сети.

Недостатком при этом является то, что все подключенные к защищаемой сети электрические компоненты, при безупречном функционировании соответствующего устройства защитного отключения, обесточены и поэтому отключены на определенный временной интервал до нового включения соответствующего устройства защитного отключения. В современных домашних хозяйствах для многочисленных электрических приборов требуется постоянное снабжение электрической энергией и после обесточивания их с большими или меньшими затратами по отдельности необходимо вручную вновь запускать в работу. Наряду с доминирующими во многих приборах часами, которые требуют повторной установки времени, например, в программируемых приборах, таких как аудио, видео и телевизионные приборы, сбиваются настройки, выполненные пользователем. В то время как сбой установки времени и персональных настроек электронных приборов хотя и является нежелательным для отдельных пользователей и представляет собой основную причину для низкой приемлемости проверки функционирования в случае устройств защитного отключения, прерывание подачи тока в ходе проверки функционирования устройства защитного отключения, кроме того, может привести к угрозе безопасности, когда - например, по неосведомленности о токовых цепях, фактически связанных с проверкой функционирования - в процессе работы отключаются машины.

Поэтому задачей изобретения является предложить устройство защитного отключения, с помощью которого можно избежать отмеченных выше недостатков, в котором проверка функционирования может осуществляться без прерывания подключенной электрической сети, и которое имеет компактную конструктивную форму.

В соответствии с изобретением это достигается с помощью признаков пункта 1 формулы изобретения.

Благодаря этому может быть создано устройство защитного отключения, в котором проверка функционирования может проводиться, без принудительного прерывания протекания тока в подключенной электрической сети. Так как тем самым можно отказаться от повторного программирования электронных приборов, как следствия обесточивания, проверка функционирования подобного устройства защитного отключения является более доступной, нежели проверка функционирования обычного устройства защитного отключения. За счет этого дефектные устройства защитного отключения идентифицируются как таковые раньше, чем прежде, и могут быть заменены. Тем самым повышается надежность электрических установок. За счет этого, например, проверка функционирования может выполняться автоматизированным образом в определенные моменты времени самостоятельно с помощью соответствующего устройства защитного отключения.

Посредством выполнения первой цепи выключения как независимой от сетевого напряжения цепи выключения, которая в режиме нормальной эксплуатации устройства защитного отключения контролирует защищаемую токовую цепь относительно появляющихся токов утечки, подобное устройство защитного отключения может также использоваться в странах, которые имеют соответствующие национальные или региональные предписания относительно предписываемого применения независимых от сетевого напряжения устройств защитного отключения. За счет зависимости от сетевого напряжения второй цепи выключения второй датчик тока утечки может быть выполнен меньшим, чем первый датчик тока утечки, так как сигнал возникновения тока утечки, определяемый посредством второго датчика тока утечки, ввиду последующего активного усиления сигнала, может быть менее мощным, чем первый сигнал возникновения тока утечки, определяемый первым датчиком тока утечки. Прежде всего, при предпочтительном выполнении первого и второго датчика тока утечки как преобразователя суммарного тока, второй датчик тока утечки может быть выполнен заметно меньшим и более компактным, причем, кроме того, предъявляются пониженные требования к применяемому основному материалу, за счет чего также сокращаются затраты на выполненный подобным образом второй датчик тока утечки. Тем самым, общие конструктивные размеры устройства защитного отключения являются небольшими. Настоящее устройство защитного отключения является, несмотря на зависимость от сетевого напряжения второй цепи выключения, так называемым независимым от сетевого напряжения устройством защитного отключения, так как сетевое напряжение требуется исключительно во время процесса проверки функционирования и только для этого процесса, что имеет место для всех устройств защитного отключения при соответствующей проверке функционирования.

Зависимые пункты формулы изобретения, которые, как и п. 1 формулы изобретения, одновременно составляют часть описания, раскрывают другие предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Изобретение также относится к способу проверки функционирования устройства защитного отключения согласно ограничительной части пункта 8 формулы изобретения.

Задачей изобретения является предложить способ вышеуказанного типа, с помощью которого могут быть преодолены отмеченные недостатки, в котором проверка функционирования может выполняться без прерывания последующей подключенной сети, и с помощью которого обеспечивается компактная конструктивная форма устройства защитного отключения.

В соответствии с изобретением это достигается с помощью признаков пункта 8 формулы изобретения.

Тем самым обеспечиваются предпочтительные эффекты, упомянутые выше в отношении п. 1 формулы изобретения.

В зависимых пунктах формулы изобретения, которые, как и пункт 8 формулы изобретения, одновременно составляют часть описания, раскрываются другие предпочтительные варианты осуществления изобретения.

Изобретение более подробно описывается со ссылками на приложенные чертежи, на которых только в качестве примера представлен предпочтительный вариант выполнения. При этом на чертежах показано:

Фиг. 1 - схематичное представление предпочтительного варианта выполнения устройства защитного отключения согласно изобретению в состоянии не под напряжением;

Фиг. 2 - схематичное представление устройства защитного отключения согласно фиг. 1 в режиме нормального функционирования; и

Фиг. 3 - схематичное представление устройства защитного отключения согласно фиг. 1 в течение процесса проверки.

На Фиг. 1-3 показано устройство 1 защитного отключения с первой цепью выключения и второй цепью выключения, причем устройство 1 защитного отключения имеет первые размыкающие контакты 2, размыкаемые заданным образом, причем первая цепь выключения имеет по меньшей мере один первый датчик 3 тока утечки и для независимого от сетевого напряжения размыкания первых размыкающих контактов 2 при появлении тока утечки заданной величины оперативно соединена с первыми размыкающими контактами 2, причем устройство 1 защитного отключения имеет приводимые в действие заданным образом вторые размыкающие контакты 4, которые в замкнутом состоянии шунтируют первые размыкающие контакты 2, причем вторая цепь выключения имеет по меньшей мере один второй датчик 5 тока утечки, причем второй датчик 5 тока утечки по меньшей мере опосредованно схемотехнически соединен с блоком 6 управления, причем блок 6 управления оперативно соединен со вторыми размыкающими контактами 2, причем устройство 1 защитного отключения имеет испытательное устройство для проверки функционирования первой и второй цепи выключения, причем испытательное устройство имеет испытательный ключ 7, который воздействует на блок 6 управления, причем блок 6 управления оперативно соединен с первым испытательным переключателем 8, причем первый испытательный переключатель 8 является частью испытательной токоведущей линии 9 для генерирования первого имитированного тока утечки, воздействующего на первую цепь выключения, и причем блок 6 управления оперативно соединен со вторым испытательным переключателем 10, причем второй испытательный переключатель 10 является частью второй испытательной токоведущей линии 11 для генерирования второго имитированного тока утечки, воздействующего на вторую цепь выключения.

За счет этого может быть выполнено устройство 1 защитного отключения, с помощью которого можно выполнять проверку функционирования, причем последняя не приводит к вынужденному прерыванию протекания тока в подключенной электрической сети. Так как тем самым можно отказаться от повторного программирования электронных приборов, как следствия обесточивания, проверка функционирования подобного устройства 1 защитного отключения является более доступной, нежели проверка функционирования обычного устройства защитного отключения. За счет этого дефектные устройства 1 защитного отключения идентифицируются как таковые раньше, чем прежде, и могут быть заменены. Тем самым повышается надежность электрических установок. За счет этого, например, проверка функционирования может выполняться автоматизированным образом в определенные моменты времени самостоятельно с помощью соответствующего устройства 1 защитного отключения.

Посредством выполнения первой цепи выключения как независимой от сетевого напряжения цепи выключения, которая в режиме нормальной эксплуатации устройства 1 защитного отключения контролирует защищаемую токовую цепь относительно появляющихся токов утечки, подобное устройство 1 защитного отключения может также использоваться в странах, которые имеют соответствующие национальные или региональные предписания относительно предписываемого применения независимых от сетевого напряжения устройств 1 защитного отключения. За счет зависимости от сетевого напряжения второй цепи выключения второй датчик 5 тока утечки может быть выполнен меньшим, чем первый датчик 3 тока утечки, так как сигнал о возникновении тока утечки, определяемый посредством второго датчика 5 тока утечки, ввиду последующего активного усиления сигнала, может быть менее мощным, чем первый сигнал о возникновении тока утечки, определяемый первым датчиком 3 тока утечки. Прежде всего, в случае предпочтительного выполнения первого и второго датчика 3, 5 тока утечки как преобразователя суммарного тока, второй датчик 5 тока утечки может быть выполнен заметно меньшим и более компактным, причем, кроме того, предъявляются пониженные требования к применяемому основному материалу, за счет чего также сокращаются затраты на выполненный подобным образом второй датчик 5 тока утечки. Тем самым, общие конструктивные размеры устройства 1 защитного отключения являются небольшими. Настоящее устройство 1 защитного отключения является, несмотря на зависимость от сетевого напряжения второй цепи выключения, так называемым независимым от сетевого напряжения устройством 1 защитного отключения, так как сетевое напряжение требуется исключительно во время процесса проверки функционирования и только для этого процесса, как это имеет место для всех устройств 1 защитного отключения во время соответствующей проверки функционирования.

В подобном устройстве 1 защитного отключения для проверки функционирования без прерывания подключенной электрической сети, а также для достижения компактной конструктивной формы, предложено, что устройство 1 защитного отключения имеет две отдельные цепи выключения, причем первая цепь выключения выполнена независимой от сетевого напряжения, и причем вторая цепь выключения выполнена как зависимая от сетевого напряжения, и причем во время проверки функционирования одной цепи выключения соответственно другая цепь выключения контролирует защищаемую электрическую сеть на наличие токов утечки.

На Фиг. 1-3 показан особенно предпочтительный вариант выполнения устройства 1 защитного отключения согласно изобретению в соответственно различных рабочих состояниях. Далее предпочтительная конструкция 1 защитного отключения согласно изобретению поясняется со ссылками на фиг. 1-3.

Устройства 1 защитного отключения предусмотрены для защиты электрической сети или частичной сети от токов утечки или токов утечки заземления. Электрическая сеть имеет при этом предпочтительным образом по меньшей мере два проводника L, N, причем также могут быть предусмотрены варианты выполнения с большим числом проводников, например тремя или четырьмя. Устройство 1 защитного отключения имеет не представленные входные и выходные клеммы для подключения проводников L, N. Устройство 1 защитного отключения имеет, кроме того, первые размыкающие контакты 2, которые выполнены с возможностью размыкания в случае повреждения, а также с возможностью отключения или размыкания защищаемой сети.

Кроме того, устройство 1 защитного отключения имеет первый и второй датчики 3, 5 тока утечки, которые предпочтительно выполнены как преобразователи суммарного тока, причем также могут предусматриваться и другие варианты выполнения датчиков 3, 5 тока утечки. При этом также может быть предусмотрено, что оба датчика 3, 5 тока утечки выполнены различным образом, например может быть предусмотрено, что первый датчик 3 тока утечки выполнен как преобразователь суммарного тока, а второй датчик 5 тока утечки выполнен как зонд Ферстера или как система из шунтирующих резисторов. Преобразователи суммарного тока содержат предпочтительно соответственно по одному кольцевому сердечнику со сквозным отверстием, через которое проведены проводники L, N контролируемой или соответственно защищаемой сети. На фиг. 1-3 датчики 3, 5 тока утечки, выполненные как преобразователи суммарного тока, представлены в виде схематичного представления в сечении сердечника.

Соответствующие изобретению устройства 1 защитного отключения имеют первую и вторую цепи выключения.

Первая цепь выключения предусмотрена для того, чтобы в режиме нормальной работы устройства 1 защитного отключения согласно изобретению, то есть в режиме работы вне рамок процесса проверки, контролировать защищаемую электрическую сеть на возникновение токов утечки, и содержит первый датчик 3 тока утечки, предпочтительно выполненный как преобразователь суммарного тока. Вокруг сердечника преобразователя суммарного тока размещена так называемая первая вторичная обмотка 23, в которой при возникновении тока утечки генерируется первый сигнал о возникновении тока утечки. Первая цепь выключения выполнена как так называемая независимая от сетевого напряжения цепь выключения и, таким образом, для независимого от сетевого напряжения размыкания первых размыкающих контактов 2 при возникновении тока утечки заданной величины. Так как при этом вся энергия, требуемая для срабатывания устройства 1 защитного отключения, отбирается от первого сигнала о возникновении тока утечки, сердечник первого преобразователя суммарного тока предпочтительно выполнен из высококачественного магнитного материала. Также сердечник должен иметь определенную величину, чтобы в случае повреждения генерировать первый сигнал о возникновении тока утечки необходимой мощности, чтобы затем вызвать размыкание первых размыкающих контактов 2.

Первая вторичная обмотка 23 предпочтительно подключена к пусковому блоку 19, в котором размещены предпочтительно элемент накопления энергии, например конденсатор, а также схема компаратора, чтобы первый сигнал о возникновении тока утечки сравнивать с опорным сигналом. Пусковой блок 19 подключен согласно фиг. 1-3 к пусковому реле 20, которое выполнено, например, как расцепляющий механизм на постоянном магните, и которое механически воздействует на фиксатор 21 переключения. При возникновении тока утечки в первой вторичной обмотке 23 генерируется первый сигнал о возникновении тока утечки, который в пусковом блоке 19 сравнивается с опорным сигналом. Если первый сигнал о возникновении тока утечки превышает опорный сигнал, то приводится в действие пусковое реле 20, которое воздействует на фиксатор 21 переключения и отщелкивает его, что, в свою очередь, приводит к размыканию первых размыкающих контактов 2. Рычаг 18 ручного привода соединен с фиксатором переключения. С помощью него первые размыкающие контакты могут быть снова замкнуты, и фиксатор переключения 21 защелкивается.

Вторая цепь выключения предпочтительно имеет также второй датчик 5 тока утечки, выполненный как преобразователь суммарного тока, вокруг поперечного сечения сердечника которого размещена вторая вторичная обмотка 24, которая подключена к блоку 6 управления, который предпочтительно выполнен как программируемая логическая схема и/или микроконтроллер или содержит таковой. Кроме того, блок 6 управления предпочтительно содержит усилительную схему, чтобы активно усиливать входной второй сигнал о возникновении тока утечки. Благодаря этому сердечник второго датчика 5 тока утечки, выполненного как преобразователь суммарного тока, может быть выполнен заметно меньшим, и с использованием меньшего количества высококачественного магнитного материала, чем сердечник первого датчика 3 тока утечки, выполненного как преобразователь суммарного тока.

Для энергопитания блока 6 управления предусмотрен сетевой блок 16 питания, который соединен с по меньшей мере двумя проводниками L, N защищаемой сети. Блок 16 питания предпочтительно выполнен с возможностью подготовки сетевого напряжения для снабжения электроэнергией блока 6 управления. Особенно предпочтительным образом блок 16 питания содержит выпрямитель. Предпочтительно предусмотрено, что блок 6 управления схемотехнически связан с элементом 15 накопления энергии, в частности аккумулятором или конденсатором, причем этот элемент 15 накопления энергии соединен с блоком 16 питания. Благодаря этому и при пропадании сетевого напряжения во время работы второй цепи выключения обеспечивается дальнейшая работа блока 6 управления. За счет этого вторая цепь выключения также не зависит от сетевого напряжения, так как энергия, необходимая для ограниченной по времени работы второй цепи выключения или блока 6 управления, отбирается от элемента 15 накопления энергии и поэтому подается независимо от сетевого напряжения.

Устройство 1 защитного отключения согласно изобретению имеет, наряду с уже описанными первыми размыкающими контактами 2, также вторые размыкающие контакты 4, которые в замкнутом состоянии шунтируют первые размыкающие контакты 2. Вторые размыкающие контакты 4 оперативно соединены с блоком 6 управления и приводятся посредством него в действие заданным образом. Для этого, согласно представленному предпочтительному варианту выполнения, предусмотрен второй исполнительный элемент 14, который управляется блоком 6 управления и с помощью которого вторые размыкающие контакты 4 могут размыкаться или замыкаться. Второй исполнительный элемент 14, как показано на фиг. 1-3 двойной линией, механически связан со вторыми размыкающими контактами 4.

Вторые размыкающие контакты 4 предусмотрены для того, чтобы шунтировать первые размыкающие контакты 2 в течение интервала времени проверки первой цепи выключения, и для этого ограниченного интервала времени, который предпочтительно составляет менее одной секунды, обеспечивать протекание тока через устройство 1 защитного отключения и в случае повреждения прерывать его. На фиг. 1-3 показано шунтирование первых размыкающих контактов 2 вторыми размыкающими контактами. Ввиду малого временного интервала возможного протекания тока через вторые размыкающие контакты 4, они могут быть выполнены меньшими и из менее высококачественных материалов, чем первые размыкающие контакты 2. Тем самым обеспечиваются малые конструктивные размеры устройства 1 защитного отключения согласно изобретению. Для того чтобы повысить безопасность в работе вторых размыкающих контактов 4, в соответствии с предпочтительным усовершенствованным вариантом осуществления настоящего изобретения предусмотрено, что последовательно со вторыми размыкающими контактами 4 расположен по меньшей мере один предохранитель 17, также шунтирующий первые размыкающие контакты 2, причем, в частности, предусмотрено, что последовательно с каждым из вторых размыкающих контактов расположен по меньшей мере один предохранитель 17. При этом предохранители 17 защищают вторые размыкающие контакты 4 в случае короткого замыкания, возникающего во время процесса проверки в сети, перед свариванием.

Согласно предпочтительному варианту выполнения настоящего изобретения предусмотрено, что второй вспомогательный контакт 13 механически связан со вторыми размыкающими контактами 4. Этот второй вспомогательный контакт 13, который, ввиду механической связи, имеет то же самое положение переключения, как и вторые размыкающие контакты 4, схемотехнически подключен к блоку 6 управления, за счет чего последний может опрашивать положение переключения вторых размыкающих контактов 4.

Предпочтительным образом также предусмотрено, что первый вспомогательный контакт 12 механически связан с первыми размыкающими контактами 2, причем этот первый вспомогательный контакт 12 также предпочтительно подключен к блоку 6 управления, за счет чего последний может опрашивать положение переключения первых размыкающих контактов 2.

На фиг. 1-3, кроме того, показана более не детализируемая нагрузка 25 в форме омического резистора. Кроме того, известные функциональные компоненты, которые необходимы для срабатывания устройства 1 защитного отключения, на фиг. 1-3 расположены в блоке 28, который, однако, предпочтительным образом не может иметь никакой собственной функции.

Устройства 1 защитного отключения согласно изобретению имеют, кроме того, испытательное устройство для проверки функционирования первой и второй цепей выключения. При этом испытательное устройство содержит испытательный ключ 7, который схемотехнически оперативно соединен блоком 6 управления, и с помощью которого блоку 6 управления передается задание на выполнение проверки. Дополнительная проверка функционирования осуществляется под управлением блока 6 управления и раскрывается вслед за описанием конструктивного выполнения соответствующего изобретению устройства 1 защитного отключения.

Испытательное устройство имеет первую испытательную токоведущую линию 9, которая предусмотрена и выполнена для генерирования имитированного тока утечки, воздействующего на первую цепь выключения. Первая испытательная токоведущая линия 9 имеет для этого, согласно представленному предпочтительному варианту выполнения, испытательный резистор 22 и первый испытательный переключатель 8, причем первый испытательный переключатель 8 оперативно соединен с блоком 6 управления и управляется последним. Первая испытательная токоведущая линия 9 также включает в себя электрический проводник, который от проводника L защищаемой сети, снаружи в обход преобразователя суммарного тока первого датчика 3 тока утечки ведет к первому испытательному переключателю 8, от последнего далее к испытательному резистору 22 и с помощью дополнительного проводника - к проводнику N сети. Таким образом, первая испытательная токоведущая линия 9 соединяет два проводника L, N защищаемой электрической сети и при этом шунтирует первый датчик 3 тока утечки.

Испытательное устройство также имеет вторую испытательную токоведущую линию 11, которая предусмотрена и выполнена для генерирования имитированного тока утечки, воздействующего на вторую цепь выключения. Вторая испытательная токоведущая линия 11 имеет для этого, согласно представленному предпочтительному варианту выполнения, испытательный резистор 22 и второй испытательный переключатель 10, причем второй испытательный переключатель 10 оперативно соединен с блоком 6 управления и управляется последним. Вторая испытательная токоведущая линия 11 также включает в себя электрический проводник, который от проводника L защищаемой сети, снаружи в обход преобразователя суммарного тока второго датчика 5 тока утечки ведет ко второму испытательному переключателю 10, от последнего далее - к испытательному резистору 22 и с помощью дополнительного проводника - к проводнику N сети. Таким образом, вторая испытательная токоведущая линия 11 соединяет два проводника L, N защищаемой электрической сети и при этом шунтирует первый датчик 3 тока утечки. Особенно предпочтительно, как изображено, предусматривается, что первая и вторая испытательная токоведущая линия 9, 11 используют тот же самый испытательный резистор 22, поэтому испытательный резистор 22 является частью первой и второй испытательной токоведущей линии 9, 11.

Предпочтительным образом первая испытательная токоведущая линия 9 и вторая испытательная токоведущая линия 11, соответственно, расположены таким образом, что возможно возникающий обусловленный системой ток утечки один раз суммируется, и один раз вычитается. В случае суммирования тока утечки с испытательным током, генерируется более высокий ток утечки, чем предусмотрено. Если бы устройство защитного отключения должно было бы срабатывать при этих условиях, то из-за этого невозможно было бы заключить, будет ли срабатывать соответствующее устройство 1 защитного отключения также при номинальном токе утечки. Кроме того, можно ожидать, что при вычитании тока утечки из тестового тока устройство 1 защитного отключения не будет срабатывать, так как номинальный ток утечки не достигается. Поэтому такое устройство 1 защитного отключения рассматривалось бы тогда ложным образом как работоспособное. За счет предпочтительной оценки первого и второго сигналов о возникновении тока утечки посредством блока 6 управления можно сделать вывод о возникновении таких токов утечки, которые накладываются на режим срабатывания в случае проверки. За счет этого можно фактически проверять функционирование устройства защитного отключения при номинальном токе или, при необходимости, генерировать сигнал предупреждения для пользователя.

Выполнение первой и/или второй испытательной токоведущей линии 9, 11 может при этом схемотехнически или конструктивно также альтернативно выполняться для вышеописанного предпочтительного варианта выполнения.

Первый и/или второй испытательный переключатель 8, 10 предпочтительно выполнены как электромеханические реле, однако также могут предусматриваться и другие переключатели, например полупроводниковые переключатели, в частности тиристоры или транзисторы.

Наряду с уже описанными структурными узлами предпочтительного варианта выполнения устройства 1 защитного отключения согласно изобретению, согласно особенно предпочтительному усовершенствованному варианту осуществления настоящего изобретения, предусмотрено, что устройство 1 защитного отключения имеет по меньшей мере один первый - управляемый блоком 6 управления - исполнительный элемент, который механически связан с первыми размыкающими контактами 2. Тем самым блок управления может вызывать замыкание и/или размыкание первых размыкающих контактов.

Настоящее изобретение, наряду с конструктивным выполнением устройства 1 защитного отключения, также относится к способу для проверки функционирования, в частности, соответствующего изобретению устройства 1 защитного отключения с первой цепью выключения и второй цепью выключения, а также с замкнутыми первыми размыкающими контактами 2, причем защищаемая электрическая сеть контролируется первой цепью выключения независимо от сетевого напряжения на возникновение токов утечки, причем при приведении в действие испытательного ключа 7 замыкаются вторые размыкающие контакты 4, шунтирующие первые размыкающие контакты 2, причем затем генерируется второй имитированный ток утечки для тестирования второй цепи выключения, причем второй сигнал о возникновении тока утечки, определенный посредством второй цепи выключения, электрически усиливается и проверяется на превышение или спадание ниже заданного предельного значения срабатывания, и при превышении вторым сигналом о возникновении тока утечки или при его спадании ниже второго предельного значения срабатывания вторые размыкающие контакты 4 размыкаются, причем предпочтительно только при превышении вторым сигналом о возникновении тока утечки предельного значения срабатывания вторые размыкающие контакты 4 затем замыкаются, причем затем генерируется первый имитированный ток утечки для тестирования первой цепи выключения, причем первый сигнал о возникновении тока утечки, определенный первой цепью выключения независимо от напряжения сети, проверяется на превышение заданного предельного значения срабатывания, причем при превышении первым сигналом о возникновении тока утечки предельного значения срабатывания первые размыкающие контакты 2 размыкаются.

Следует отметить, что данные о первом и втором имитированном токе утечки или соответственно о первом и втором сигнале о возникновении тока утечки не относится к временной последовательности их возникновения, а предпочтительно выбирались с учетом обозначения используемых устройств. Поэтому обозначение «первый имитированный ток утечки» означает не то, что он обязательно должен генерироваться первым, а то, что он генерируется первой цепью выключения и предусмотрен для проверки первой цепи выключения.

Защищаемая электрическая сеть во время корректного и не относящегося к проверке функционирования режима работы устройства 1 защитного отключения контролируется первой цепью выключения независимо от сетевого напряжения на возникновение токов утечки. Соответствующее состояние представлено на фиг. 2.

При приведении в действие испытательного ключа 7 замыкаются вторые размыкающие контакты 4, в частности, с помощью блока 6 управления, и тем самым первые размыкающие контакты 2 шунтируются. При этом с помощью опционального второго вспомогательного контакта 13 посредством блока 6 управления предпочтительно контролируется положение переключения вторых размыкающих контактов 4, благодаря чему надежно контролируется возможный источник повреждений способа. Тем самым могут распознаваться, например, приваренные контакты вторых размыкающих контактов 4.

Затем генерируется второй имитированный ток утечки для тестирования второй цепи включения. При этом предпочтительно предусмотрено, что для генерирования второго имитированного тока утечки посредством блока 6 управления вторая испытательная токоведущая линия 11 замыкается на заданный второй временной интервал. При этом второй временной интервал предпочтительно короче, чем одна секунда, в частности примерно от 300 мс до 500 мс. Ввиду малой временной длительности всего процесса проверки, требуемые для этого компоненты, в отношении отводимой мощности потерь, а также энергоснабжения, могут быть выполнены меньших размеров.

Второй сигнал о возникновении тока утечки, определенный вследствие имитированного второго тока утечки второй цепью выключения, электрически усиливается, например, в блоке 6 управления или в отдельном усилителе и контролируется на превышение или на спадание ниже заданного и сохраненного предельного значения срабатывания. Как при превышении вторым сигналом о возникновении тока утечки, так и при его спадании ниже предельного значения срабатывания, размыкаются вторые размыкающие контакты 4. Если второй сигнал о возникновении тока утечки превышает предельное значение срабатывания, или при точном совпадении обоих значений, далее предусмотрено, что вторые размыкающие контакты 4 замыкаются. В случае спадания второго сигнала о возникновении тока утечки ниже предельного значения срабатывания предусмотрено не замыкать вновь вторые размыкающие контакты 4, а прервать проверку и - например, посредством контрольной лампочки - индицировать неисправность.

В случае, когда второй сигнал о возникновении тока утечки превысил предельное значение срабатывания и затем вторые размыкающие контакты 4 были вновь замкнуты, что опционально проверяется блоком 6 управления через второй вспомогательный контакт 13, в дальнейшем вырабатывается первый имитированный ток утечки для тестирования первой цепи выключения. При этом предпочтительно предусмотрено, что для выработки первого имитированного тока утечки посредством блока 6 управления замыкается первая испытательная токоведущая линия 9 на заданный первый временной интервал. При этом первый временной интервал предпочтительно короче одной секунды, в частности равен от 300 мс до 500 мс.

Первый сигнал о возникновении тока утечки, определенный вследствие имитированного первого тока утечки, посредством первой цепи срабатывания независимо от напряжения сети проверяется на превышение заданного предельного значения срабатывания, причем при превышении предельного значения срабатывания первым сигналом тока утечки размыкаются первые размыкающие контакты 2. Соответствующее состояние показано на фиг. 3. При этом может предпочтительно предусматриваться, что первый сигнал тока утечки дополнительно считывается и проверяется блоком 6 управления, и/или что также другие электрические состояния, как, например, кривая зарядки элемента накопления энергии, предпочтительно расположенного в пусковом блоке 19, контролируются посредством блока 6 управления. Затем предпочтительно предусмотрено, что первые размыкающие контакты 2 замыкаются, в частности, посредством блока 6 управления. В то время как первые размыкающие контакты 2 разомкнуты, нагрузочный ток протекает через вторые размыкающие контакты 4, в то время как вторая цепь выключения обеспечивает защиту от токов утечки. В усовершенствованном варианте выполнения предусмотрено накапливать энергию для автоматического замыкания первых размыкающих контактов 2 уже при приведении в действие испытательного ключа 7 в другом - не представленном - элементе накопления энергии, благодаря чему этот процесс не зависит от сетевого напряжения, и устройство 1 защитного отключения может вновь включаться и при промежуточном отключении сетевого напряжения.

Посредством вышеизложенных этапов способа могут быть достигнуты описанные выше преимущества.

Во время проверки функционирования первой цепи выключения, в частности исключительно во время этой проверки функционирования, защищаемая электрическая сеть контролируется второй цепью выключения на возникновение токов утечки. При этом предпочтительно предусмотрено, что блок 6 управления во время проверки функционирования второй цепи выключения питается электрической энергией посредством элемента 15 накопления энергии. Тем самым достигается фактическая независимость от сетевого напряжения, так как энергия, требуемая для ограниченной во времени работы блока управления, отбирается от элемента 15 накопления энергии. При этом в элементе 15 накопления энергии предпочтительно накапливается столько энергии, чтобы обеспечивать возможность надежного снабжение энергией второй цепи выключения при прерывании проводника L, N защищаемой сети во время ее работы до повторного включения первой цепи выключения, или, с другой стороны, чтобы обеспечивать возможность отключения вторых размыкающих контактов 4 при прерывании проводников и одновременном возникновении тока утечки.

Согласно особенно предпочтительному усовершенствованному варианту осуществления способа согласно изобретению предусмотрено, что если после успешной проверки первой цепи выключения первые размыкающие контакты не замыкаются снова в течение заданного временного интервала, являющегося предпочтительно короче, чем 5 секунд, в частности 3 секунды, то посредством блока 6 управления размыкаются вторые размыкающие контакты 4. Тем самым дополнительно может обеспечиваться уменьшение размеров вторых размыкающих контактов, так как они должны рассчитываться только на кратковременное протекание тока.

Кроме того, предпочтительно предусмотрено, что блок 6 управления выполнен таким образом, что при возникновении состояний или протеканий способа, которые отклоняются от вышеописанного, выдается сигнал неисправности посредством индикации или соответственно перенаправляется далее.

Если во время процесса проверки произошел резкий спад напряжения в защищаемой сети, то предпочтительно с помощью блока 6 управления размыкаются вторые размыкающие контакты 4, и процесс проверки прерывается.

Другие соответствующие изобретению варианты выполнения раскрывают только часть описанных признаков, причем может быть предусмотрена любая комбинация признаков, в частности, также из различных описанных вариантов выполнения изобретения.

Устройство (1)) защитного отключения имеет две отдельные цепи выключения. Первая цепь выключения выполнена независимой от сетевого напряжения, а вторая цепь выключения выполнена зависимой от сетевого напряжения. Во время проверки функционирования одной цепи выключения соответствующая другая цепь выключения контролирует защищаемую электрическую сеть на возникновение токов утечки. Технический результат - создание компактного устройства защитного отключения, обеспечивающего проверку функционирования без прерывания подключенной электрической сети. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство (1) защитного отключения с первой цепью выключения и второй цепью выключения, причем устройство (1) защитного отключения имеет размыкаемые заданным образом первые размыкающие контакты (2), причем первая цепь выключения имеет по меньшей мере один первый датчик (3) тока утечки и для независимого от сетевого напряжения размыкания первых размыкающих контактов (2) при появлении тока утечки заданной величины оперативно соединена с первыми размыкающими контактами (2), причем устройство (1) защитного отключения имеет приводимые в действие заданным образом вторые размыкающие контакты (4), которые в замкнутом состоянии шунтируют первые размыкающие контакты (2), причем вторая цепь выключения имеет по меньшей мере один второй датчик (5) тока утечки, причем второй датчик (5) тока утечки по меньшей мере опосредованно схемотехнически соединен с блоком (6) управления, причем блок (6) управления оперативно соединен со вторыми размыкающими контактами (4), причем устройство (1) защитного отключения имеет испытательное устройство для проверки функционирования первой и второй цепи выключения, причем испытательное устройство имеет испытательный ключ (7), который воздействует на блок (6) управления, причем блок (6) управления оперативно соединен с первым испытательным переключателем (8), причем первый испытательный переключатель (8) является частью первой испытательной токоведущей линии (9) для генерирования первого имитированного тока утечки, воздействующего на первую цепь выключения, и причем блок (6) управления оперативно соединен со вторым испытательным переключателем (10), причем второй испытательный переключатель (10) является частью второй испытательной токоведущей линии (11) для генерирования второго имитированного тока утечки, воздействующего на вторую цепь выключения.

2. Устройство (1) защитного отключения по п.1, отличающееся тем, что первый вспомогательный контакт (12) механически связан с первыми размыкающими контактами (2), и/или что второй вспомогательный контакт (13) механически связан со вторыми размыкающими контактами (4).

3. Устройство (1) защитного отключения по п.1, отличающееся тем, что устройство (1) защитного отключения содержит по меньшей мере один первый - управляемый блоком (6) управления - исполнительный элемент, который механически связан с первыми размыкающими контактами (2).

4. Устройство (1) защитного отключения по п.1, отличающееся тем, что устройство (1) защитного отключения содержит по меньшей мере один второй - управляемый блоком (6) управления - исполнительный элемент (14), который механически связан со вторыми размыкающими контактами (4).

5. Устройство (1) защитного отключения по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что блок (6) управления - для энергоснабжения - схемотехнически соединен с элементом (15) накопления энергии, в частности аккумулятором или конденсатором, причем элемент (15) накопления энергии соединен с блоком (16) питания.

6. Устройство (1) защитного отключения по п.1, отличающееся тем, что первая испытательная токоведущая линия (9) соединяет два проводника (N, L) защищаемой электрической сети и при этом шунтирует первый датчик (3) тока утечки, и/или что вторая испытательная токоведущая линия (11) соединяет два проводника (N, L) защищаемой электрической сети и при этом шунтирует второй датчик (5) тока утечки.

7. Устройство (1) защитного отключения по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что последовательно со вторыми размыкающими контактами (4) расположен по меньшей мере один предохранитель (17), также шунтирующий первые размыкающие контакты (2).

8. Способ проверки функционирования устройства (1) защитного отключения, в частности согласно любому из пп.1-7, с первой цепью выключения и второй цепью выключения, а также с замкнутыми первыми размыкающими контактами (2), причем защищаемая электрическая сеть контролируется первой цепью выключения независимо от сетевого напряжения на возникновение токов утечки, причем при приведении в действие испытательного ключа (7) замыкаются вторые размыкающие контакты (4), шунтирующие первые размыкающие контакты (2), причем затем вырабатывается второй имитированный ток утечки для тестирования второй цепи выключения, причем второй сигнал о возникновении тока утечки, определенный посредством второй цепи выключения, электрически усиливается и проверяется на превышение или спадание ниже заданного предельного значения срабатывания, и при превышении вторым сигналом о возникновении тока утечки или при его спадании ниже предельного значения срабатывания вторые размыкающие контакты (4) размыкаются, причем предпочтительно только при превышении вторым сигналом о возникновении тока утечки предельного значения срабатывания затем вторые размыкающие контакты (4) замыкаются, причем затем генерируется первый имитированный ток утечки для тестирования первой цепи выключения, причем первый сигнал о возникновении тока утечки, определенный первой цепью выключения независимо от напряжения сети, проверяется на превышение заданного предельного значения срабатывания, причем при превышении первым сигналом о возникновении тока утечки предельного значения срабатывания размыкаются первые размыкающие контакты (2).

9. Способ по п.8, отличающийся тем, что затем первые размыкающие контакты (2) замыкаются, в частности, посредством блока (6) управления.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что, для генерирования второго имитированного тока утечки, посредством блока (6) управления на заданный второй временной интервал замыкается вторая испытательная токоведущая линия (11).

11. Способ по п.9, отличающийся тем, что, для генерирования первого имитированного тока утечки, посредством блока (6) управления на заданный первый временной интервал замыкается первая испытательная токоведущая линия (9).

12. Способ по п.8, отличающийся тем, что, только во время проверки функционирования первой цепи выключения, защищаемая электрическая сеть контролируется второй цепью выключения на возникновение токов утечки.

13. Способ по п.9, отличающийся тем, что вторые размыкающие контакты (4) приводятся в действие блоком (6) управления, и их положение переключения контролируется блоком (6) управления.

14. Способ по п.9, отличающийся тем, что блок (6) управления во время проверки функционирования второй цепи выключения снабжается электрической энергией посредством элемента (15) накопления энергии.

15. Способ по п.9, отличающийся тем, что, в ходе проверки функционирования, первый сигнал о возникновении тока утечки, генерируемый первой цепью выключения, дополнительно считывается и контролируется блоком (6) управления.