專利名稱：饋電過載保護裝置和用于電流監(jiān)視的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及饋電過載保護裝置以及用于電流監(jiān)視以保護耗電器網(wǎng)絡(luò)的電線路段以防熱過載的裝置。由于越來越多地使用小的、分散設(shè)置的能量產(chǎn)生設(shè)備例如個人光伏設(shè)備、燃料電池或用于力-熱耦合的小型設(shè)備，因此越來越多地存在如下需求將借助能量產(chǎn)生設(shè)備產(chǎn)生的電流直接饋入已經(jīng)存在的電安裝網(wǎng)絡(luò)中(例如單家庭或多家庭住宅的已經(jīng)存在的線路網(wǎng)絡(luò))并且必要時轉(zhuǎn)發(fā)至局部的能量分配網(wǎng)絡(luò)上。
背景技術(shù)：
對此，由現(xiàn)有技術(shù)已知了在帶有插座的結(jié)構(gòu)單元中的故障電流保護裝置，其附加地也可以被裝備有過電流保護。借助這種故障電流保護裝置可以保護連接到所涉及插座上的耗電器以防熱過載。但是，在確定的運行狀態(tài)下，也可能發(fā)生的是，在存在的電安裝中設(shè)置的、用于保護電線路以防熱過載的保護措施不再以完全的規(guī)模被保證。例如，在饋電位置 和提取位置之間可能出現(xiàn)單個線路段的熱過載。但是對耗電器網(wǎng)絡(luò)的單個線路段的熱過載的全面保護不能以這種方式來實現(xiàn)。饋電電流通過集成在能量產(chǎn)生設(shè)備中的保護裝置的限制也不能實現(xiàn)對現(xiàn)有線路網(wǎng)絡(luò)的單個線路段的全面的保護。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供饋電過載保護裝置以及用于電流監(jiān)視以保護耗電器網(wǎng)絡(luò)的電線路段以防熱過載的裝置，以便克服在開始所描述的缺點。該任務(wù)通過按照獨立權(quán)利要求的本發(fā)明的饋電過載保護裝置以及本發(fā)明的用于電流監(jiān)視的裝置來解決。有利的擴展是從屬權(quán)利要求的主題。本發(fā)明的、用于將饋電裝置連接到耗電器網(wǎng)絡(luò)上的饋電過載保護裝置具有第一連接點，其可通過第一連接線與過電流保護裝置導(dǎo)電連接，以及具有第二連接點，其可通過第二連接線與饋電裝置導(dǎo)電連接。此外，該饋電過載保護裝置還具有第三連接點，其可通過第三連接線與該耗電器網(wǎng)絡(luò)的至少一個耗電支路導(dǎo)電連接以及具有第一電流檢測裝置，其確定在第三連接線中的電流大小并且在超過預(yù)先定義的界限值時減少在第二連接線中的電流。通過第一連接點和第一連接線，饋電過載保護裝置可與耗電器網(wǎng)絡(luò)的過電流保護裝置連接，該過電流保護裝置在其一側(cè)與電供能網(wǎng)絡(luò)連接。第二連接線是用于將分散產(chǎn)生的電能饋送到耗電器網(wǎng)絡(luò)中的饋電線。作為饋電裝置例如可以考慮光伏設(shè)備、燃料電池或具有力-熱耦合的設(shè)備。在饋電過載保護裝置的第三連接點上可連接耗電器網(wǎng)絡(luò)的至少一個耗電支路，也即用于從耗電器網(wǎng)絡(luò)提取電流的提取位置、例如插座。耗電器網(wǎng)絡(luò)的線路段雖然通過集中的過電流保護裝置來防護過載。但是，如果從所述饋電裝置之一通過在耗電器網(wǎng)絡(luò)中存在的插座之一來進行電流饋送，則可能出現(xiàn)在耗電器網(wǎng)絡(luò)的單個線路段中出現(xiàn)電過載，其基于饋入的電流而不被中央的過電流保護裝置檢測到。出于該原因，本發(fā)明的饋電過載保護裝置具有第一電流檢測裝置，其確定在第三連接線中的電流大小并且在超過預(yù)先定義的界限值時減少在第二連接線中的電流。在此，在第二連接線中的電流在如下程度上被減少，即在第三連接線中的電過載又被耗電器網(wǎng)絡(luò)的中央的過電流保護裝置所檢測到。在過載狀態(tài)持續(xù)情況下，那么第一連接線被由中央的過電流保護裝置中斷。在一個有利的改進方案中，該饋電過載保護裝置具有用于中斷第二連接線的裝置。用于中斷第二連接線的合適的裝置、例如開關(guān)觸點或分離觸點是用于減少在第二連接線中電流的簡單的可能性。在此，饋電裝置被從耗電器網(wǎng)絡(luò)電分離，使得在第三連接線中的電過載又被中央過電流保護裝置檢測到并且必要時可以被消除。在另一有利的改進方案中，饋電過載保護裝置具有用于切斷饋電裝置的裝置。代替用于中斷的第二連接線，也可以如此來減少在第二連接線中的電流，即切斷該饋電裝置并且由此不再產(chǎn)生電流。在這種情況下，在第三連接線中的電過載在進一步的進程中也被 耗電器網(wǎng)絡(luò)的中央的過電流保護裝置檢測到。在另一有利的改進方案中，饋電過載保護裝置具有用于控制饋電裝置的裝置，以便減少在第二連接線中的電流。另一個用于消除在第三連接線中的過載狀態(tài)的代替方案是，在如下程度上減少在第二連接線中的電流，直至該過載狀態(tài)借助耗電器網(wǎng)絡(luò)的中央的過電流保護裝置被檢測到。饋電裝置在此不必從耗電器網(wǎng)絡(luò)分離或切斷，而是可以(即使以有限規(guī)模)繼續(xù)產(chǎn)生電流。在另一有利改進方案中，饋電過載保護裝置具有第二電流檢測裝置，其確定在第一連接線中的電流大小并且在超過預(yù)先定義的界限值時中斷第二連接線。借助第二電流檢測裝置也確定在第一連接線中出現(xiàn)的過載狀態(tài)，并且接著將饋電裝置從耗電器網(wǎng)絡(luò)分離。這還具有如下優(yōu)點即使在第一連接線和第三連接線的錯誤反極性情況下該饋電過載保護裝置在保護耗電器網(wǎng)絡(luò)的所連接的電線路段以防熱過載方面也完全保持有效的。在饋電過載保護裝置的另一個有利的改進方案中，能夠調(diào)節(jié)預(yù)先定義的界限值。通過這種方式，能夠以簡單的方式和方法實現(xiàn)對電饋電裝置的效率的匹配。在另一有利的改進方案中，饋電過載保護裝置具有用于中斷第二連接線的分離觸點。這種可以被構(gòu)造為機械可操作觸點的分離觸點是用于實現(xiàn)中斷第二連接線的簡單的可能性。通過將該分離觸點集成到饋電過載保護裝置可以在電安裝情況下明顯減少安裝花費。在饋電過載保護裝置的另一有利的改進方案中，第一和/或第二電流檢測裝置具有熱雙金屬。該熱雙金屬是用于在線路的熱過載或過流的情況下中斷電線路的可簡單實現(xiàn)的技術(shù)可能性。在饋電過載保護裝置的另一有利的改進方案中，第一和/或第二電流檢測裝置具有電流互感器。該電流互感器用于測量在饋電過載保護裝置的第一連接線和/或在第三連接線中的電流。如果這里，針對在第一連接線和/或第一第三連接線中電流的預(yù)先定義的界限值被超過，則產(chǎn)生電信號，其結(jié)果是第二連接線被中斷。這例如可以通過鎖扣機構(gòu)來實現(xiàn)，該鎖扣機構(gòu)機械作用于分離觸點。在另一有利的改進方案中，饋電過載保護裝置具有與第二連接線導(dǎo)電連接的用于連接饋電裝置的插座。通過將插座集成到饋電過載保護裝置中，饋電裝置例如光伏設(shè)備的電連接被明顯簡化。用于電安裝的安裝花費由此被進一步減少。在另一有利的改進方案中，饋電過載保護裝置具有用于將饋電過載保護裝置耦合到外部控制裝置上的通信接口。借助該通信接口，那么可以通過控制裝置詢問例如饋電過載保護裝置的當前狀態(tài)以及在第一連接線和/或第三連接線中的電流值。此外可能的是，借助通信接口從控制裝置出發(fā)改變預(yù)先定義的界限值的調(diào)節(jié)。用于電流監(jiān)視的本發(fā)明的裝置具有過電流保護裝置，該過電流保護裝置在網(wǎng)絡(luò)側(cè)被連接到能量分配網(wǎng)絡(luò)上并且在耗電器側(cè)被連接到耗電器網(wǎng)絡(luò)上。此外，該裝置還具有至少一個耗電支路，該耗電支路在耗電器側(cè)與過電流保護裝置導(dǎo)電連接，并且具有用于連接耗電器的裝置。此外，該裝置具有饋電支路，其在耗電器側(cè)被設(shè)置在過電流保護裝置和所述至少一個饋電支路之間并且與該耗電支路電并聯(lián)，其中該饋電支路具有根據(jù)前述實施的饋電過載保護裝置。該裝置用于在向能量分配網(wǎng)絡(luò)中分散饋入饋電電流的情況下(該饋電電流通過該耗電器網(wǎng)絡(luò)的饋電支路被饋入)，在耗電器網(wǎng)絡(luò)的單個線路段的熱過載情況下識 別過載狀態(tài)并且通過限制饋電電流來保證所涉及的線路段的保護。在用于電流監(jiān)視的本發(fā)明裝置的另外的優(yōu)點方面，參考本發(fā)明的饋電過載保護裝置的優(yōu)點的前述實施。


下面參照附圖進一步闡述用于將饋電裝置連接到耗電器網(wǎng)絡(luò)上的饋電過載保護裝置以及與此對應(yīng)的用于電流監(jiān)視以保護耗電器網(wǎng)絡(luò)的電線路段以防熱過載的裝置的實施例。在圖中
圖I示出了按照現(xiàn)有技術(shù)的用于電流監(jiān)視的裝置的示意 圖2示出了在使用本發(fā)明饋電過載保護裝置的情況下用于電流監(jiān)視的本發(fā)明裝置的示意圖。在附圖的各個圖中，相同的部件總是被設(shè)置以相同的參考標號。該說明適于所有附示，在其中同樣能夠識別出相應(yīng)的部分。
具體實施例方式在圖I中按照現(xiàn)有技術(shù)示意性示出了如下裝置，該裝置用于在向——例如在建筑物中已經(jīng)存在的電安裝的一現(xiàn)有的耗電器網(wǎng)絡(luò)I饋入電功率時監(jiān)視電流。該耗電器網(wǎng)絡(luò)I具有用于保護該耗電器網(wǎng)絡(luò)I以防電過載的過電流保護裝置2。通過過電流保護裝置2，該耗電器網(wǎng)絡(luò)I與能量分配網(wǎng)絡(luò)30導(dǎo)電連接。此外，耗電器網(wǎng)絡(luò)I具有第一耗電支路6-1以及與其電并聯(lián)連接的第二耗電器支路6-2。第一耗電支路6-1和第二耗電器支路6-2分別具有插座7 — I或7 — 2構(gòu)型的電插塞連接。電負載8-1或8-2分別與插座7 — I或
7— 2連接。在運行狀態(tài)中，電流I2流向第一耗電支路6-1的電負載8 — I。同樣，電流I3在運行狀態(tài)中流向第二耗電支路6-2的電負載8 — 2。此外，該耗電器網(wǎng)絡(luò)I具有饋電支路，該饋電支路被設(shè)置在過電流保護裝置2和兩個耗電支路6-1和6-2之間并且與耗電支路6-1和6-2電并聯(lián)連接。該饋電支路具有用于將電能饋入到耗電器網(wǎng)絡(luò)I中的饋電裝置20。為此，饋電裝置20通過插塞接觸部17 (其同樣被實施為插座)與耗電器網(wǎng)絡(luò)I導(dǎo)電連接。在饋送電能的情況下，電流I1從饋電裝置20向耗電器網(wǎng)絡(luò)I方向流動。
在假設(shè)保護16A的耗電器網(wǎng)絡(luò)I (其借助耗電器網(wǎng)絡(luò)I的過電流保護裝置2來實現(xiàn))以及通過饋電裝置20將同樣16A的電流饋入該耗電器網(wǎng)絡(luò)I的情況下，16A的大小的電流I2或I3可流向兩個耗電支路6-1和6-2的兩個插座7 — I和7 — 2的每一個，而不會通過過電流保護裝置2確定過載狀態(tài)。雖然由此無論第一耗電支路6-1的電線路還是第二耗電器支路6 -2的電線路都不會過載，但是在耗電器網(wǎng)絡(luò)I的其它線路段中完全可能出現(xiàn)過載狀態(tài)，該過載狀態(tài)不被過電流保護裝置2所檢測。在此，假定16A的耗電器網(wǎng)絡(luò)I的單個線路段的電持久負荷能力。如果在第二耗電支路6-2中流動16A的電流I3，則在第一耗電支路6-1和第二耗電支路6-2之間的連接線路也流動16A的電流I4，只要在該線路線上除了所示的不連接另外的耗電器。如果在第一耗電支路6-1中也流動16A的電流I2，則在第一耗電支路6-1和饋電支路之間的連接線路流動32A的電流15。這相應(yīng)于在第一和第二耗電支路6-1和6-2中的電流I2和I3之和。但是因為16A的電流同時通過饋電支路饋入該耗電器網(wǎng)絡(luò)I中，則由過電流保護裝置2僅僅檢測到16A的電流，這處于預(yù)先定義的界限值之下并且因此導(dǎo)致耗電器網(wǎng)絡(luò)I的供能的中斷。也即，雖然在耗電器網(wǎng)絡(luò)I的線路段中流動大于16A的電流I5，但是該耗電器網(wǎng)絡(luò)I不通過過電流保護裝置2與能量分配網(wǎng)絡(luò)30分離。被集成在第一耗電支路6-1的電流路徑中、第二耗電支路6-2的電流路徑中或者饋電支路中的附加的過電流保護裝置不能防止在第一耗電支路6-1和饋電支路之間的線路段的過載。所示出的裝置因此沒有提供對于耗電器網(wǎng)絡(luò)I的所有線路段的有效線路保護。在附圖2中，示意性示出了在使用本發(fā)明的用于將饋電裝置20連接到耗電器網(wǎng)絡(luò)I上的饋電過載保護裝置10的情況下用于電流監(jiān)視的本發(fā)明裝置。代替由圖I已知的簡單的饋電支路(在其中饋電裝置20無其它預(yù)防措施地被連接到在耗電器網(wǎng)絡(luò)I中已經(jīng)存在的插座17)，在本發(fā)明的裝置中已經(jīng)存在的插座17被本發(fā)明的饋電過載保護裝置10代替。饋電過載保護裝置10具有一個第一連接點13，其通過耗電器網(wǎng)絡(luò)I的第一連接線3與過電流保護裝置2導(dǎo)電連接。此外，饋電過載保護裝置10具有第二連接點14，其通過耗電器網(wǎng)絡(luò)I的第二連接點4與饋電裝置20導(dǎo)電連接。此外，饋電過載保護裝置10具有第三連接點15，其通過耗電器網(wǎng)絡(luò)I的第三連接線5與第一耗電支路6-1和第二耗電支路6-2導(dǎo)電連接。為了保證在耗電器網(wǎng)絡(luò)I的所有線路段中的有效的線路保護，饋電過載保護裝置10具有第一電流檢測裝置11，其確定在第三連接線5中的電流的大小。該第一電流檢測裝置11在此與分離觸點16作用連接，在超過預(yù)先定義的電流界限值時該分離觸點被打開，并且由此中斷在第二連接線4中的電流。饋電裝置20由此與耗電器網(wǎng)絡(luò)I電分離。因為現(xiàn)在不再有電流由饋電過載保護裝置20饋入到耗電器網(wǎng)絡(luò)I中(I1 = 0)，因此現(xiàn)在必須由能量分配網(wǎng)絡(luò)30來提供為了供給在第一耗電支路6-1以及第二耗電支路6-2中的第一電負載8-1以及第二電負載8-2所需的總電流量。因此總的所需的電流量也流過耗電器網(wǎng)絡(luò)I的過電流保護裝置2。有如下等式
T +τ = T =T
丄2 丄3丄5 丄60如果流過電流保護裝置2的電流I6大于用于保護耗電器網(wǎng)絡(luò)I的預(yù)先定義的界限值，那么該過電流保護裝置2中斷在能量分配網(wǎng)絡(luò)30和耗電器網(wǎng)絡(luò)I之間的電連接。由此，保證不僅針對單個耗電支路6-1和6-2的有效線路保護，而且保證針對耗電器網(wǎng)絡(luò)I的所有線路段的有效線路保護。除了已經(jīng)存在的耗電支路6-1和6-2，也可以將其它的耗電支路連接到耗電器網(wǎng)絡(luò)上。在此這些耗電器支路也可以配備有自己的饋電過載保護裝置，該饋電過載保護裝置例如集成在各自的插座中。該饋電過載保護裝置10此外具有第二電流檢測裝置12，它監(jiān)視在第一連接線3中的電流的大小并且在超過預(yù)先定義的界限值時同樣中斷在第二連接線4中的電流。為此，第二電流檢測裝置12也與分離觸點16作用連接。在安裝饋電過載保護裝置10時錯誤的極性可以由此被避免。由此，即使在第一耗電支路6-1和第二耗電支路6-2之間布置饋電支路時也保證有效的線路保護。饋電過載保護裝置10此外具有集成的插座17，其電連接在分離觸點16和第二連接點14之間。由此能夠?qū)崿F(xiàn)，以簡單的方式和方法將饋電裝置20連接到饋電過載保護裝置10上。但是同樣可能的是，無插座17地實施饋電過載保護裝置10以及將第二連接導(dǎo)線 4直接連接在第二連接點14上。
在圖2中，第一和第二電流檢測裝置11和12被示為電流互感器。但是同樣可能的是，以其它的方式和方式將電流檢測裝置11和12例如實施為熱雙金屬。此外，饋電過載保護裝置具有通信接口 19，其可以被用于將饋電過載保護裝置10耦合到外部的控制裝置9上。通過這種方式，例如可能的是，通過外部的控制裝置9來改變用于釋放分離觸點16的預(yù)先定義的界限值或者也將由第一電流檢測裝置11和/或第二電流檢測裝置12所確定的電流值傳輸給外部的控制裝置9。通過這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對控制裝置9的監(jiān)視功能。參考標號表 I耗電器網(wǎng)絡(luò)
2過電流保護裝置 3第一連接線 4第二連接線 5第三連接線 6耗電支路 7插座
8負載/耗電器等等 9控制裝置 10饋電過載保護裝置 11第一電流檢測裝置 12第二電流檢測裝置 13第一連接點 14第二連接點 15第三連接點
16分尚觸點
17插座
19通信接口 20饋電裝置 30能量分配網(wǎng)絡(luò)
權(quán)利要求
1.用于將饋電裝置(20)連接到耗電器網(wǎng)絡(luò)(I)上的饋電過載保護裝置(10)， 一具有第一連接點(13)，其可通過第一連接線(3)與過電流保護裝置(2)導(dǎo)電連接， 一具有第二連接點(14)，其可通過第二連接線(4)與饋電裝置(20)導(dǎo)電連接， 一具有第三連接點(15)，其可通過第三連接線(5)與該耗電器網(wǎng)絡(luò)(I)的至少一個耗電支路(6)導(dǎo)電連接， 一具有第一電流檢測裝置(11)，其確定在第三連接線(5 )中的電流大小并且在超過預(yù)先定義的界限值時減少在第二連接線(4)中的電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的饋電過載保護裝置(10)，其中該饋電過載保護裝置具有用于中斷第二連接線(4)的裝置。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，饋電過載保護裝置具有用于切斷饋電裝置(20)的裝置。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，饋電過載保護裝置具有用于控制饋電裝置(20)的裝置，以便減少在第二連接線(4)中的電流。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，饋電過載保護裝置具有第二電流檢測裝置(12)，其確定在第一連接線(3)中的電流的大小并且在超過預(yù)先定義的界限值時減少在第二連接線(4)中的電流。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，能夠調(diào)節(jié)預(yù)先定義的界限值。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，饋電過載保護裝置具有用于中斷第二連接線(4)的分離觸點(16)。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，其中第一和/或第二電流檢測裝置(11，12 )具有熱雙金屬。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，其中第一和/或第二電流檢測裝置(11，12 )具有電流互感器。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，饋電過載保護裝置具有與第二連接線(4 )導(dǎo)電連接用于連接饋電裝置(20 )的插座(17 )。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的饋電過載保護裝置(10)，饋電過載保護裝置具有用于將饋電過載保護裝置(10 )耦合到外部控制裝置(9 )上的通信接口( 19 )。
12.用于電流監(jiān)視的裝置， 一具有過電流保護裝置(2)，該第一過電流保護裝置(2)在電網(wǎng)側(cè)被連接到能量分配網(wǎng)絡(luò)(30)并且在耗電器側(cè)被連接到耗電器網(wǎng)絡(luò)(I)上， 一具有至少一個耗電支路(6)，該耗電支路在耗電器側(cè)與過電流保護裝置(2)導(dǎo)電連接并且具有用于連接耗電器(8)的裝置(7)， 一具有饋電支路，該饋電支路在耗電器側(cè)被設(shè)置在過電流保護裝置(2)和所述至少一個耗電支路(6)之間，并且與耗電支路(6)電并聯(lián)連接， 一其中該饋電支路具有根據(jù)權(quán)利要求I至11之一的饋電過載保護裝置(10)。
全文摘要
本發(fā)明涉及饋電過載保護裝置和用于電流監(jiān)視的裝置。根據(jù)本發(fā)明的用于將饋電裝置(20)連接到耗電器網(wǎng)絡(luò)(1)上的饋電過載保護裝置(10)，具有第一連接點(13)，其可通過第一連接線(3)與過電流保護裝置(2)導(dǎo)電連接，以及具有第二連接點(14)，其可通過第二連接線(4)與饋電裝置(20)導(dǎo)電連接。此外該饋電過載保護裝置(10)具有第三連接點(15)，其可通過第三連接線(5)與該耗電器網(wǎng)絡(luò)(1)的至少一個耗電支路(6)導(dǎo)電連接，以及具有第一電流檢測裝置(11)，其確定在第三連接線(5)中的電流大小并且在超過預(yù)先定義的界限值時減少在第二連接線(4)中的電流。通過這種方式，能夠?qū)崿F(xiàn)對于該耗電網(wǎng)絡(luò)(1)的所有線路段的有效線路保護。
文檔編號H02H7/26GK102856888SQ20121022033
公開日2013年1月2日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月1日
發(fā)明者M.克萊邁爾 申請人:西門子公司