專利名稱：連接裝置,特別是用于tt網(wǎng)和tn網(wǎng)的插接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種連接裝置，特別是用于TT網(wǎng)和TN網(wǎng)的插接裝置，其中一個加電的監(jiān)控電子線路根據(jù)信息數(shù)據(jù)或測量數(shù)據(jù)借助一個開關(guān)裝置，將連接裝置的供電側(cè)至耗電側(cè)的導(dǎo)線接通或?qū)⑵鋽嚅_，根據(jù)VDE0100的定義，TT網(wǎng)是指用于過電流、故障電流和故障電壓保護(hù)裝置的網(wǎng)絡(luò)形式。TN網(wǎng)是具有最廣泛應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)，它用于過電流和故障電流的保護(hù)裝置。其中所有對象均經(jīng)一個具有保護(hù)功能的專門導(dǎo)線，即PE導(dǎo)線連接。盡管有國際的和本國的關(guān)于電氣裝置的設(shè)計制造和檢測的規(guī)定，在實(shí)踐中人們?nèi)圆荒芊乐褂腥毕莸难b置出現(xiàn)事故或?qū)е禄馂?zāi)，通過使用故障電流保護(hù)裝置，特別是30毫安或10毫安的低額定故障電流保護(hù)裝置，可以大多數(shù)情況中提供有效的保護(hù)。但是這種保護(hù)裝置不僅在國際上而且在本國還沒有就所有應(yīng)用領(lǐng)域作出規(guī)定。
根據(jù)迄今為止的考慮，人們在建筑系統(tǒng)技術(shù)中對所安裝的插座的打開和斷路指令通過總線傳輸。這種開關(guān)指令人們可以根據(jù)測量結(jié)果和信息處理來制成(DE-U-312528)。其中的某些功能，例如限流功能可以設(shè)置在插座內(nèi)，人們稱之為智能插座。
另外一種方案是具有所謂兒童保險裝置的插座，它具有機(jī)械鎖定裝置，只有插入合適的插頭才能接觸帶電導(dǎo)線。
本發(fā)明的目的在于，繼續(xù)依照智能插座的構(gòu)思，開發(fā)一種通用的連接裝置，該裝置可以是一個插座，它考慮到了最經(jīng)常發(fā)生和最危險的缺陷，并為后面連接的裝置和人員提供保護(hù)。
本發(fā)明的目的是通過權(quán)利要求1所述的連接裝置來實(shí)現(xiàn)的，其中在供電側(cè)和/或耗電側(cè)的電位測量裝置持續(xù)地或周期性地測量導(dǎo)線的電位，并且在低于或高于規(guī)定的極限值時使開關(guān)裝置動作，并且當(dāng)開關(guān)裝置已接通時，取消該接通。只有當(dāng)接上一個耗電裝置時，才根據(jù)測量值將電路接通或不接通。尤其要在(接地)安全引線上測量加在開關(guān)線路供電側(cè)和耗電側(cè)的電位，在此有故障或者斷路的(接地)安全引線會被測出。可按以下方式確定那些不得低于的極限值以及不得高于的極限值，即檢測導(dǎo)線是否正確連接、是否無損傷，以及檢測(接地)安全引線是否處于接地電位。
在此，重要的是對監(jiān)控電子線路進(jìn)行如此設(shè)計，即使之在預(yù)定的時間間隔內(nèi)，如果出現(xiàn)特定次數(shù)的若干短時取消接通，則發(fā)出一個信號。通過這種方式可識別出劣化的接觸，即所謂的接觸不良。
此外，用于接通的導(dǎo)線通過一個故障電流檢測裝置進(jìn)行監(jiān)測。在以下情況中，故障電流也作為更換導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)，特別是作為相線、L導(dǎo)線、(接地)安全引線和PE導(dǎo)線進(jìn)行危險更換的標(biāo)準(zhǔn)。
信息數(shù)據(jù)和/或指令數(shù)據(jù)加在連接裝置的一個總線接口上。
如權(quán)利要求2所述，電位測量裝置的測量結(jié)果的極限值對于通路以及通路的保持應(yīng)滿足以下關(guān)系0.01V＜(UN-UPE1)＜(UL-UN)×0.1或0.01V＜(UN-UPE1)＜50V其中UL表示外部導(dǎo)線(以前稱為相線)的電壓，UN表示中性導(dǎo)線的電壓，UPE1表示(接地)安全引線在觸頭間距的供電側(cè)相對基準(zhǔn)電位的電壓。
劣化的接觸或接觸不良可通過如權(quán)利要求3所述的連接裝置的設(shè)計方案識別出來，即所述監(jiān)控電子線路的工作方式是，在一預(yù)定的較長時間間隔內(nèi)，如果在一相對較短的持續(xù)時間中有預(yù)定次數(shù)的對應(yīng)于接觸不良的斷路出現(xiàn)，則發(fā)出一個信號。權(quán)利要求4則提供了另一種方案，即所述監(jiān)控電子線路的工作方式是，在10分鐘的時間間隔內(nèi)，如果在小于1秒的持續(xù)時間中有3次斷路出現(xiàn)，則發(fā)出一個信號。
(接地)安全引線、PE導(dǎo)線最好通過權(quán)利要求5所述的連接裝置檢測，即關(guān)于斷路的測量結(jié)果的極限值和/或涉及PE導(dǎo)線的觸頭間距的信號應(yīng)滿足以下關(guān)系0.01V＜(UN-UPE2)＜(UL-UN)×0.1或0.01V＜(UN-UPE2)＜50V其中UPE2表示(接地)安全引線在開關(guān)觸點(diǎn)的耗電側(cè)相對于基準(zhǔn)電位的電壓，也就是它在耗電側(cè)的電位。這種方案可檢測出導(dǎo)電不良的導(dǎo)線和特別危險的(接地)安全引線的斷路。
根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種進(jìn)一步改進(jìn)，所述連接裝置的故障電流保護(hù)裝置可通過過電壓保護(hù)方式防止發(fā)生故障，即在外部導(dǎo)線或若干外部導(dǎo)線的電位以及中性導(dǎo)線的電位的電位測量裝置中，至少在供電側(cè)經(jīng)一個與電壓相關(guān)的電阻建立至(接地)安全引線的電位的連接，并且所述電阻的阻值隨著電壓的升高而減少。這種過電壓保護(hù)裝置同時以公知方式對電源和電子線路提供電壓保護(hù)。權(quán)利要求6中所述的阻值隨電壓變化的過壓保護(hù)電阻本身可串連一個前置電阻保護(hù)。
所述的連接裝置可以用無螺紋的夾子、螺絲夾，或插接裝置來工作。該連接裝置可設(shè)置在一個位置固定的耗電裝置內(nèi)，以完成其功能。這樣便可對固定連接的操作裝置或一般的耗電裝置以及連接電纜進(jìn)行檢測，以防止出現(xiàn)容易被忽視的和危險的損壞出現(xiàn)，其保護(hù)方式是，當(dāng)裝置識別出不正常的情況時，連接裝置可不接通或取消接通。
現(xiàn)在借助附圖簡略示出的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行說明。


圖1所示為一個用于1+N系統(tǒng)中的智能化插座。
連接裝置1具有一個由電網(wǎng)電壓供電的監(jiān)控電子線路2，該線路可通過一個開關(guān)裝置5將供電側(cè)3至耗電側(cè)4的導(dǎo)線接通或取消接通，其中將開關(guān)觸點(diǎn)斷開即可取消接通。根據(jù)通過總線接口7的信息數(shù)據(jù)并根據(jù)監(jiān)控電子線路2的測量數(shù)據(jù)來操縱開關(guān)觸點(diǎn)6。所述測量數(shù)據(jù)是根據(jù)供電側(cè)3的電位和/或耗電側(cè)4的電位以及電流的大小，通過特定的方式得出的。
供電側(cè)3的電位測量裝置和/或耗電側(cè)4的電位測量裝置持續(xù)地或周期性地測量導(dǎo)線的電位，也就是在本實(shí)施例中既測量外部導(dǎo)線8(以前稱為相線)的電壓UL，又測量中性導(dǎo)線9的電壓UN，在本實(shí)施例中測量均是在供電側(cè)3進(jìn)行的。此外還測量供電側(cè)的(接地)安全引線、PE、10的電壓UPE1，并測量耗電側(cè)4的(接地)安全引線的電壓UPE2。電位測量以測量電位差的方式進(jìn)行，并不需要基準(zhǔn)電位，例如采用測量技術(shù)中的隔離放大器進(jìn)行測量。電位測量裝置除了接線元件之外，基本上集成在監(jiān)控電子線路2之內(nèi)。該監(jiān)控電子線路檢測供電側(cè)或耗電側(cè)的電位UL,UN,UPE1和UPE2，測量其是否低于或高于規(guī)定的極限值。如果測量值處在允許范圍內(nèi)，則通過開關(guān)裝置5來接通，如果測量值未處在允許范圍內(nèi)，有可能出現(xiàn)危險，則開關(guān)裝置5將根據(jù)連接裝置1的工作狀態(tài)，或者不接通，或者取消接通。
只有當(dāng)監(jiān)控電子線路2在供電側(cè)，即電網(wǎng)連接側(cè)沒有發(fā)現(xiàn)故障或缺陷的情況下，才會全相接通線路。如果存在故障或缺陷，則監(jiān)控電子線路2將全相斷開線路。
此外，所述的連接裝置例如也可以設(shè)計成插座式結(jié)構(gòu)，從而可用電流傳感器11測量耗電裝置所消耗的電流強(qiáng)度，并且經(jīng)總線接口7輸入到總線內(nèi)，以便送到一個用戶中繼站內(nèi)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。所連接的耗電裝置的工作狀態(tài)也可相應(yīng)地作為“開”或“關(guān)”輸出。另一方面，連接裝置的狀態(tài)“開”或“關(guān)”本身也可輸出，或作為指令被總線接受。這種連接裝置可用于負(fù)載管理。
另外比較重要的是對監(jiān)控電子線路2進(jìn)行如此設(shè)計，即使之在一定的時間間隔內(nèi)，如果出現(xiàn)特定次數(shù)的若干短時取消接通或接通，則發(fā)出一個信號。通過這種方式可識別出劣化的接觸，如接觸不良，并且結(jié)束這種不可靠的工作狀態(tài)。用于通路的導(dǎo)線8和9受到故障電流檢測裝置12的監(jiān)測。在這種受監(jiān)測導(dǎo)線上，故障電流也作為更換導(dǎo)線的標(biāo)準(zhǔn)。在本實(shí)施例中，相線8和(接地)安全引線10由故障電流檢測裝置12來檢測是否要掉換。此外還檢測中性導(dǎo)線9和(接地)安全引線10。
一般而言，通過連接裝置1可將信息數(shù)據(jù)送到總線接口7，并且指令數(shù)據(jù)可經(jīng)總線接口輸入一個總線或一個發(fā)出指令的用戶中繼站。
所述電位測量裝置的測量結(jié)果的極限值特別應(yīng)滿足以下關(guān)系0.01V＜(UN-UPE1)＜(UL-UN)×0.1或0.01V＜(UN-UPE1)＜50V其中UL表示外部導(dǎo)線，即以前所稱相線的電壓，UN表示中性導(dǎo)線的電壓，UPE1表示(接地)安全引線在供電側(cè)相對基準(zhǔn)電位的電壓。
所述監(jiān)控電子線路2的另一種設(shè)計方式是，在一定的較長時間間隔內(nèi)，如果出現(xiàn)特定次數(shù)的若干短時斷路，則發(fā)出一個信號。所述監(jiān)控電子線路2特別可設(shè)計成在10分鐘的時間間隔內(nèi)，如果在小于1秒的持續(xù)時間中有3次斷路出現(xiàn)，則發(fā)出一個信號。這樣可更符合實(shí)際地識別出不可靠的接觸和接觸不良的情況。
關(guān)于用于PE導(dǎo)線10的觸頭間距的測量結(jié)果的極限值特別應(yīng)滿足以下關(guān)系0.01V＜(UN-UPE2)＜(UL-UN)×0.1或0.01V＜(UN-UPE2)＜50V其中UPE2表示(接地)安全引線在開關(guān)觸點(diǎn)6的耗電側(cè)的電壓，也就是它在耗電側(cè)的電位。
一種特別有利的方案是，在電位測量裝置中，至少在供電側(cè)3，外部導(dǎo)線8或若干外部導(dǎo)線的電位以及中性導(dǎo)線9的電位分別通過一個與電壓相關(guān)的電阻13與(接地)安全引線10的電位連接，并且所述電阻的阻值隨著電壓的升高而減小。這樣可保護(hù)故障電流測量裝置12在出現(xiàn)過電壓時不致錯誤觸發(fā)。同樣也以公知方式保護(hù)了電源部分和電子線路。一種有利的結(jié)構(gòu)是，所述與電壓相關(guān)的電阻13分別串連一個前置電阻14，以保護(hù)與電壓相關(guān)的電阻13本身。
以上所述連接裝置1也可在不同的場所和以不同實(shí)施方式實(shí)現(xiàn)。例如將該裝置設(shè)置在一個固定的具有一接線插頭的耗電裝置內(nèi)。這樣可檢測耗電裝置的接口及其導(dǎo)線是否處于正常狀態(tài)。
權(quán)利要求
1．一種連接裝置(1)，特別是用于TT網(wǎng)和TN網(wǎng)的接插裝置，其中一個加電的監(jiān)控電子線路(2)根據(jù)信息數(shù)據(jù)或測量數(shù)據(jù)通過一個開關(guān)裝置(5)，將接在連接裝置的供電側(cè)(3)至耗電側(cè)(4)的導(dǎo)線(8,9,10)接通或取消接通，其特征在于，供電側(cè)(3)和/或耗電側(cè)(4)的電位測量裝置持續(xù)地或周期性地測量導(dǎo)線的電位，并且在低于或高于規(guī)定的極限值時使開關(guān)裝置(5)動作，其中所述監(jiān)控電子線路(2)設(shè)計成在一預(yù)定的用于測量接觸不良所需的適當(dāng)時間間隔內(nèi)，如果出現(xiàn)預(yù)定次數(shù)的若干短時中斷或接通，則發(fā)出一個信號，并且通過一個故障電流檢測裝置(12)檢測用于接通的導(dǎo)線(8,9)，該故障電流檢測裝置對開關(guān)裝置(5)作用，其中信息數(shù)據(jù)和/或指令數(shù)據(jù)加在一個總數(shù)接口(7)上。
2．如權(quán)利要求1所述的連接裝置，其特征在于，電位測量裝置的測量結(jié)果的極限值對于接通以及保持接通應(yīng)滿足以下關(guān)系0.01V＜(UN-UPE1)＜(UL-UN)×0.1或0.01V＜(UN-UPE1)＜50V，其中UL表示外部導(dǎo)線的電壓，UN表示中性導(dǎo)線的電壓，UPE1表示(接地)安全引線在觸頭間距供電側(cè)一端相對基準(zhǔn)電位的電壓。
3．如權(quán)利要求1或2所述的連接裝置，其特征在于，所述監(jiān)控電子線路(2)被設(shè)計成，在一預(yù)定的較長時間間隔內(nèi)，如果在一相對較短的持續(xù)時間中有一定次數(shù)的斷路出現(xiàn)，則發(fā)出一個信號。
4．如權(quán)利要求3所述的連接裝置，其特征在于，所述監(jiān)控電子線路(2)被設(shè)計成，在10分鐘的時間間隔內(nèi)，如果在小于1秒的持續(xù)時間中有3次斷路出現(xiàn)，則發(fā)出一個信號。
5．如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的連接裝置，其特征在于，關(guān)于斷路的測量結(jié)果的極限值和/或關(guān)于用于PE導(dǎo)線(10)的觸頭間距的信號應(yīng)滿足以下關(guān)系0.01V＜(UN-UPE2)＜(UL-UN)×0.1或0.01V＜(UN-UPE2)＜50V，其中UPE2表示(接地)安全引線在開關(guān)觸點(diǎn)(6)的耗電側(cè)相對于基準(zhǔn)電位的電壓，也就是它在耗電側(cè)的電位。
6．如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的連接裝置，其特征在于，在電位測量裝置中，至少在供電側(cè)(3)分別通過一個與電壓相關(guān)的電阻(13)建立從外部導(dǎo)線(8)或若干外部導(dǎo)線的電位以及中性導(dǎo)線(9)的電位至(接地)安全引線(10)的電位的連接，并且所述電阻的阻值隨著電壓的升高而減小。
7．如權(quán)利要求6所述的連接裝置，其特征在于，所述與電壓相關(guān)的電阻(13)分別串連一個前置電阻(14)。
8．如權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的連接裝置，其特征在于，該裝置設(shè)置在一個位置固定的耗電裝置內(nèi)。
全文摘要
一種連接裝置(1),特別是用于TT網(wǎng)和TN網(wǎng)的插接裝置,其中一個加電的監(jiān)控電子線路(2)根據(jù)信息數(shù)據(jù)或測量數(shù)據(jù)通過一個開關(guān)裝置(5),將接在連接裝置的供電側(cè)(3)至耗電側(cè)(4)的導(dǎo)線(8,9,10)接通或中斷,其中供電側(cè)(3)和/或耗電側(cè)(4)的電位測量裝置持續(xù)地或周期性地測量導(dǎo)線的電位,并且在低于或高于規(guī)定的極限值時使開關(guān)裝置(5)動作,本發(fā)明的特征在于,所述監(jiān)控電子線路(2)被設(shè)計成在一預(yù)定的時間間隔內(nèi),如果出現(xiàn)一定次數(shù)的若干短時中斷或接通,則發(fā)出一個信號；由一故障電流檢測量裝置(12)檢測用于接通的導(dǎo)線(8,9),該故障電流檢測裝置對開關(guān)裝置(5)作用；其中信息數(shù)據(jù)和/或指令數(shù)據(jù)加在一個總線接口(7)上。
文檔編號H01R13/70GK1208508SQ97191662
公開日1999年2月17日 申請日期1997年1月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年1月19日
發(fā)明者萊因哈德·索萊德爾, 萊因哈德·施密德 申請人:西門子公司