故障电流保护单元和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于低压电路的故障电流保护单元，具有：待保护的低压电路的多个导体，导体能够通过触点打开或关闭，用于打开触点的中断单元，与中断单元相连的控制单元，第一总和电流互感器，第一总和电流互感器的初级侧由导体构成，并且第一总和电流互感器具有第一次级绕组，与第一次级绕组相连的第一检测单元，第一检测单元与控制单元相连，第二总和电流互感器，第二总和电流互感器的初级侧由导体构成，并且第二总和电流互感器具有第二次级绕组，与第二次级绕组相连的第二检测单元，第二检测单元与控制单元相连。选择单元与控制单元相连。选择单元和控制单元能够在不同的故障电流断路器类型之间切换，使得故障电流保护单元具有所选类型的功能。

Fault Current Protection Unit and Method

【技术实现步骤摘要】
故障电流保护单元和方法
本专利技术涉及一种根据专利权利要求1的前序部分所述的用于低压电路的故障电流保护单元、一种系统以及一种根据专利权利要求18的前序部分所述的用于低压电路的故障电流保护单元的方法。
技术介绍
用于电路、尤其用于低压电路或低压系统的故障电流断路器总体上是已知的。故障电流断路器还被称为FI断路器或残余电流装置简称RCD。低压是指最高1000伏特的交流电压或/和最高1500伏特的直流电压。低压尤其是指比具有50伏特交流电压以及120伏特直流电压的值的小电压更大的电压。电路、尤其低压电路是用于最高6300安培、具体地最高1600安培、1200安培、630安培、125安培或63安培的电流的电路。所述的电流值尤其是指额定电流或/和截止电流，也就是在正常情况下被引导经过电路的最大电流或电路通常例如通过保护装置(如导线断路器或功率开关器)中断的电流。故障电流断路器获取电路中的电流总和(在正常情况下为零)并且在超过差值电流值时(即超过某一(差值)电流值或响应电流值或者故障电流值或故障响应电流值的不为零的电流总和)断开电路。迄今为止的几乎所有故障电流断路器都具有总和电流互感器，其初级绕组由电路的导体构成并且其次级绕组例如以电压的形式输出电流总和或电流总和的等效值，该电流总和直接或间接地用于中断电路。此外，两个或多个导体，大多数情况下为单相交流电网络中的往复导体或外部导体和中性导体，三相交流电网络中的所有三个外部导体或者所有三个外部导体和该中性导体通过大多数情况下具有由铁磁性材料制成的环形芯的电流互感器来引导。仅改变来自导体的差值电流，也就是说从往复电流偏离的电流。通常在电路中的电流总和等于零。于是可以辨别出故障电流。如果例如在能量消耗侧或耗能器侧电流针对大地流出，则在此背景下所讨论的就是故障电流。于是，例如当存在电路的相导体或外部导体与大地的电连接时存在故障情况。例如，当人接触相导体时。然后，电流的一部分不是如平常一样经由中性导体或零线导体流回，而是流过人和大地。这个故障电流可以借助于总和电流互感器测量，因为流出和流回的电流的所测量的数值总和不等于零。通过中继器或固位磁体脱扣器或中断单元(例如具有相连的机构)来实现例如至少一个导体、一部分导体或所有导体的电路的中断。用于测量交流故障电流的故障电流断路器总体上从文献DE4432643A1已知。故障电流断路器的主要功能是保护人员免受电流(电冲击)影响以及保护系统、机器或建筑物免于由电绝缘故障造成的火灾。当故障电流断路器或其总和电流互感器被形成为使得次级侧的能量足以用于致动脱扣单元或中断单元或脱扣器时，则将此类故障电流断路器称为不依赖于网络电压的；否则被称为依赖于网络电压的。如果设置用于对辨别故障电流供应能量的电力适配器，则该故障电流断路器为依赖于网络电压的故障电流断路器。这例如是为了在直流电压网络以及混合式直流/交流电压网络或具有高频率的电路中辨别故障电流所必需的。故障电流断路器基本上由总和电流互感器、检测单元、控制单元、中断单元/触点的功能组组成。另外一般还设置有具有测试按键和测试电阻的测试电路。故障电流断路器或故障电流保护装置的操作性可以通过测试按键来控制。故障电流断路器有不同的类型，这些类型通过字母或字母组合来命名，如例如AC、A、F、G、K、S、B、B+。每种类型测量某一类型的故障电流或被设置用于某些故障电流。故障电流断路器在其对测量不同故障电流形式的适应性方面有所不同。用于相导体和中性导体(L+N)的2极式、用于三个相导体(L1，L2，L3)的3极式和用于三个相导体和中性导体(L1，L2，L3，N)的4极式的故障电流断路器是在实际中一般已知的。类型AC的故障电流断路器例如仅测量纯正弦形的故障电流。类型A的故障电流断路器测量纯正弦形交流故障电流以及脉冲形直流故障电流。类型F的故障电流断路器是对混合频率灵敏的故障电流保护装置。它们测量所有的故障电流类型，如类型A，此外它们适合于测量由最高1kHz的频率的频率混合物组成的故障电流。类型K的故障电流断路器包含类型A的特征，然而它在其关断行为方面是有短时间延迟的。类型S的故障电流断路器是能够在测量差值电流以及脱扣时间中分级的选择性故障电流断路器。类型B的故障电流保护装置，除了用于测量类型F的故障电流形式之外，还用于测量平坦的直流故障电流。另外，它们还适合于具有最高2kHz频率的故障电流。对于类型B+的故障电流保护装置，与类型B的故障电流保护装置相同的条件也适用。只是用于测量故障电流的频率范围适用于最高20kHz的扩展的范围。在此频率范围内在420mA以下进行脱扣。相应类型的特性一般通过标准来限定。此类故障电流断路器部分地具有两个总和电流互感器或检测回路，以便测量不同的故障电流类型并由此提供针对类型的功能。通常，故障电流断路器被构造为正好用于测量一种类型的待测量的故障电流。由此对于每种使用情形都有一种针对此类型的故障电流断路器可用。如果在现有的电路或系统中应用情形发生改变，则一开始就要采用具有最高功能性的故障电流断路器，即使它(尚)完全不需要，或者后续地为了新的应用情形来更换该故障电流断路器，这是高耗费的。
技术实现思路
本专利技术的目的是，改进开篇所述类型的故障电流断路器，尤其提供更广泛的功能。这个目的通过具有专利权利要求1所述特征的故障电流保护单元、根据专利权利要求17所述的系统以及通过根据专利权利要求18所述的方法来实现。故障电流保护单元尤其是指用于检测故障电流或差值电流的设备。根据本专利技术提出了一种用于低压电路的故障电流保护单元，具有：-待保护的低压电路的多个导体(多个导体是指至少两个导体)，-第一总和电流互感器，该第一总和电流互感器的初级侧由这些导体构成，并且该第一总和电流互感器具有第一次级绕组，-与该第一次级绕组相连的第一检测单元，该第一检测单元另一方面与控制单元相连，-第二总和电流互感器，该第二总和电流互感器的初级侧同样由这些导体构成，并且该第二总和电流互感器具有第二次级绕组，-与该第二次级绕组相连的第二检测单元，该第二检测单元另一方面与该控制单元相连。根据本专利技术设置了选择单元。该控制单元与该选择单元相连。该控制单元和该选择单元被构型为能够在不同的故障电流断路器类型之间切换。故障电流保护单元于是具有所选类型的功能。其优点在于，提供了具有多种功能/类型的故障电流保护单元。于是可以使用相同的故障电流保护单元用于具有不同故障电流形式的各种应用。由此减少了待提供或待供应的故障电流断路器的数量。用于不同类型的开发和储存成本可以减少。依据应用不同，可以在故障电流保护单元处设定对应的类型。在从属权利要求中给出了本专利技术的有利的构型。在本专利技术的一个有利的构型中，故障电流保护单元具有类型B和B+的功能，使得能够在类型B与B+之间切换。这具有如下特殊优点，即，利用故障电流保护单元，可以覆盖这两种常见的类型，这使得仓储、订购流程和规划简化。在本专利技术的一个有利的构型中，该故障电流保护单元具有类型AC、A、B和B+的功能，使得能够在这些类型之间切换。这具有如下特殊优点，即，利用故障电流保护单元，可以覆盖更大范围的不同的类型，这使得仓储、订购流程和规划简化。在本专利技术的一个有利的构型中，故障电流保护单元具有类型AC、A、F、G、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低压电路的故障电流保护单元(FI)，具有：‑待保护的低压电路的多个导体(L1，L2，L3，N)，‑第一总和电流互感器(ZCT1)，该第一总和电流互感器的初级侧由这些导体(L1，L2，L3，N)构成，并且该第一总和电流互感器具有第一次级绕组，‑与该第一次级绕组相连的第一检测单元(50)，该第一检测单元另一方面与控制单元(20)相连，‑第二总和电流互感器(ZCT2)，该第二总和电流互感器的初级侧同样由这些导体(L1，L2，L3，N)构成，并且该第二总和电流互感器具有第二次级绕组，‑与该第二次级绕组相连的第二检测单元(70)，该第二检测单元另一方面与该控制单元(20)相连，其特征在于，设置有选择单元(30)，该控制单元(20)与该选择单元(30)相连，该选择单元(30)和该控制单元(20)被构型为能够在不同的故障电流断路器类型之间切换，使得该故障电流保护单元具有所选类型的功能。

【技术特征摘要】
1.一种用于低压电路的故障电流保护单元(FI)，具有：-待保护的低压电路的多个导体(L1，L2，L3，N)，-第一总和电流互感器(ZCT1)，该第一总和电流互感器的初级侧由这些导体(L1，L2，L3，N)构成，并且该第一总和电流互感器具有第一次级绕组，-与该第一次级绕组相连的第一检测单元(50)，该第一检测单元另一方面与控制单元(20)相连，-第二总和电流互感器(ZCT2)，该第二总和电流互感器的初级侧同样由这些导体(L1，L2，L3，N)构成，并且该第二总和电流互感器具有第二次级绕组，-与该第二次级绕组相连的第二检测单元(70)，该第二检测单元另一方面与该控制单元(20)相连，其特征在于，设置有选择单元(30)，该控制单元(20)与该选择单元(30)相连，该选择单元(30)和该控制单元(20)被构型为能够在不同的故障电流断路器类型之间切换，使得该故障电流保护单元具有所选类型的功能。2.根据专利权利要求1所述的故障电流保护单元(FI)，其特征在于，该故障电流保护单元具有类型B和B+的功能，使得能够在类型B与B+之间切换。3.根据专利权利要求1所述的故障电流保护单元(FI)，其特征在于，该故障电流保护单元具有类型AC、A、B和B+的功能，使得能够在这些类型之间切换。4.根据专利权利要求1所述的故障电流保护单元(FI)，其特征在于，该故障电流保护单元具有类型AC、A、F、G、K、S、B和B+中的至少两种功能，使得能够在这些类型中的至少两者中选择。5.根据以上专利权利要求之一所述的故障电流保护单元(FI)，其特征在于，该故障电流保护单元通过这些导体(L1，L2，L3，N)中的至少一部分、尤其借助于电力适配器(80)来获得电力供应。6.根据以上专利权利要求之一所述的故障电流保护单元(FI)，其特征在于，该第一检测单元(50)：-具有第一低通滤波器(51)或/和放大器(53)，-具有操控单元，用于在该第一次级绕组中产生电流。7.根据专利权利要求6所述的故障电流保护单元(FI)，其特征在于，设置有第二低通滤波器(52)。8.根据以上专利权利要求之一所述的故障电流保护单元(FI)，其特征在于，该第...

【专利技术属性】
技术研发人员：M鲍曼，XD卢，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE