DE102006059384B4 - Device with a current transformer for detecting a current flowing through a current conductor and terminal / current transformer module for such a device - Google Patents
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Abstract
Gerät zur Erfassung eines durch einen Stromleiter (3) fließenden Stromes (i), welches ein Gehäuse (4) mit einem eingangsseitigen und einem ausgangsseitigen elektrischen Anschluss (5, 6) zum Anschließen der jeweiligen Enden (31, 32) des Stromleiters (3), einen Stromwandler (7) zur Erfassung des Stromes (i) und eine mit dem Stromwandler (7) verbundene Auswerteeinheit (8) aufweist, wobei das Gerät einen durch den Stromwandler (7) geführten geräteseitigen Strommessleiter (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, – dass das Gehäuse (4) zur Aufnahme eines Klemmen-/Stromwandler-Moduls (25) ausgebildet ist, wobei das Modul (25) den Stromwandler (7) und einen elektrischen Anschluss (6) aufweist, – dass der Strommessleiter (9) in ein geräteseitiges und in ein modulseitiges Strommessleiterstück (9a, 9b) geteilt ist, – dass der elektrische Anschluss (6) mit einem ersten Ende (91) des modulseitigen Strommessleiterstücks (9b) verbunden ist, – dass ein zweites Ende (92) des modulseitigen Strommessleiterstücks (9b) ein erstes, im Bereich einer Durchführungsöffnung (DO) des...Device for detecting a current (i) flowing through a current conductor (3), comprising a housing (4) having an input-side and an output-side electrical connection (5, 6) for connecting the respective ends (31, 32) of the current conductor (3) a current transformer (7) for detecting the current (i) and an evaluation unit (8) connected to the current transformer (7), the device comprising a device-side current measuring conductor (9) guided through the current transformer (7), characterized in that the housing (4) is designed to accommodate a terminal / current transformer module (25), wherein the module (25) has the current transformer (7) and an electrical connection (6), - that the current measuring conductor (9) into device-side and in a module-side current measuring conductor piece (9a, 9b) is divided, - that the electrical connection (6) to a first end (91) of the module-side current sense conductor piece (9b) is connected, - that a second end (92) of the module side Current measuring conductor piece (9b) a first, in the region of a passage opening (DO) of the ...
Description
Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Erfassung eines durch einen Stromleiter fließenden Stromes. Das Gerät weist zumindest ein Gehäuse mit einem eingangsseitigen und einem ausgangsseitigen elektrischen Anschluss zum Anschließen der jeweiligen Enden des Stromleiters auf. Weiterhin weist das Gerät einen Stromwandler zur Erfassung des Stromes, eine mit dem Stromwandler verbundene Auswerteeinheit sowie einen durch den Stromwandler geführten geräteseitigen Strommessleiter auf.The invention relates to a device for detecting a current flowing through a current conductor. The device has at least one housing with an input-side and an output-side electrical connection for connecting the respective ends of the current conductor. Furthermore, the device has a current transformer for detecting the current, an evaluation unit connected to the current transformer and a device-side current measuring conductor guided by the current transformer.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Klemmen-/Stromwandler-Modul, welches durch ein derartiges Gerät aufnehmbar ist.Furthermore, the invention relates to a terminal / current transformer module, which is receivable by such a device.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift
In der deutschen Offenlegungsschrift
Die betrachteten Geräte können z. B. Stromerfassungsgeräte, Schaltgeräte, Sanftstarter oder dergleichen sein. Das Gerät ist vorzugsweise ein elektrisches, insbesondere ein elektronisches Gerät. Üblicherweise weisen solche Geräte ein aus Kunststoff gefertigtes Gehäuse auf. Die betrachten Geräte können weiterhin zur Erfassung von Gleichströmen und/oder Wechselströmen ausgelegt sein. Sie können zudem zur Stromerfassung von zwei, drei oder mehr Stromleitern ausgebildet sein.The devices considered z. B. current detection devices, switching devices, soft starters or the like. The device is preferably an electrical, in particular an electronic device. Usually, such devices have a housing made of plastic. The viewing devices may continue to be designed to detect DC currents and / or AC currents. They can also be designed for current detection of two, three or more conductors.
Im Falle eines Drehstromnetzes, wie z. B. eines 50 Hz/400 V-Drehstromnetzes, spricht man anstelle des Stromleiters von einem Phasenleiter. Derartige Geräte weisen je Phase einen eingangs- und ausgangsseitigen elektrischen Anschluss auf.In the case of a three-phase network, such. B. a 50 Hz / 400 V three-phase network, one speaks instead of the conductor of a phase conductor. Such devices have per phase on an input and output electrical connection.
Die jeweils zu erfassende Stromstärke liegt vorzugsweise im zweistelligen oder im niedrigen dreistelligen Amperebereich. Häufig weisen solche Geräte einen Stromwandler anstelle eines Strommesswiderstandes mit seiner vergleichsweise hohen Verlustleistung auf.The respective current intensity to be detected is preferably in the two-digit or in the low three-digit ampere range. Frequently, such devices have a current transformer instead of a current measuring resistor with its comparatively high power loss.
Ein Stromwandler ist ein spezieller, zumeist ringförmig ausgebildeter Transformator vorzugsweise zum Messen großer Wechselströme. Der Stromwandler hat nur eine oder wenige Primärwindungen, die vom zu messenden Strom durchflossen werden. Der Stromwandler kann eine oder mehrere Sekundärwindungen aufweisen. Häufig wird die Primärwicklung durch den Stromwandler geführten Stromleiter – entsprechend einer Windung – gebildet. Der zu messende Strom wird proportional um das Verhältnis Primärwindungszahl zur Sekundärwindungszahl verringert. Ein an der Sekundärwicklung angeschlossener, der Strommessung dienender Widerstand wird als Bürde bezeichnet. Die an der Bürde anliegende Spannung kann mit verfügbaren Messinstrumenten oder elektronischen Schaltungen weiterverarbeitet werden.A current transformer is a special, usually ring-shaped transformer, preferably for measuring large alternating currents. The current transformer has only one or a few primary windings through which the current to be measured flows. The current transformer may have one or more secondary windings. Frequently, the primary winding is formed by the current transformer guided conductor - corresponding to a turn. The current to be measured is proportionally reduced by the ratio primary winding number to secondary winding number. A connected to the secondary winding, the current measurement serving resistance is referred to as a burden. The voltage applied to the load can be further processed with available measuring instruments or electronic circuits.
Alternativ oder zusätzlich kann der Stromwandler zur Messung von Gleichströmen ausgebildet sein. Derartige Stromwandler weisen Bauteile auf der Basis von Transduktoren oder Hallsensoren zur Magnetfeldmessung auf. Die Messwerterfassung selbst erfolgt nach dem Prinzip der Kompensation von Magnetfeldern. Ein zur Kompensation erforderlicher Messstrom ist dann proportional zu dem im Stromleiter fließenden Strom. Bekannte Stromwandler zur Erfassung von Gleichströmen und/oder Wechselströmen liefert beispielsweise die Fa. LEM Holding SA.Alternatively or additionally, the current transformer can be designed to measure direct currents. Such current transformers have components based on transducers or Hall sensors for magnetic field measurement. The data acquisition itself is based on the principle of compensation of magnetic fields. A measuring current required for compensation is then proportional to the current flowing in the current conductor. Known current transformers for detecting direct currents and / or alternating currents are supplied, for example, by LEM Holding SA.
Bei den betrachteten Geräten kann es sich z. B. um Schaltgeräte handeln. Derartige Schaltgeräte sind insbesondere Niederspannungsschaltgeräte, wie beispielsweise ein Schütz, ein Leistungsschalter oder ein Kompaktstarter. Ein solches Schaltgerät kann zum Schalten von Gleichströmen und/oder von Wechselströmen ausgebildet sein. Es weist zum Schalten des Stromleiters ein Schaltmittel auf, wie beispielsweise ein elektromechanisches Relais oder ein Halbleiterbauelement.In the considered devices, it may be z. B. act switching devices. Such switching devices are in particular low-voltage switchgear, such as a contactor, a circuit breaker or a compact starter. Such a switching device can be designed for switching direct currents and / or alternating currents. It has a switching means for switching the current conductor, such as an electromechanical relay or a semiconductor device.
Die Schaltgeräte weisen üblicherweise eine elektronische Auswerteeinheit zum Auswerten des durch den Stromwandler erfassten und durch den Stromleiter fließenden Gleich- oder Wechselstromes auf. Im Falle eines detektierten Überstromes und/oder eines Kurzschlussstromes kann die Auswerteeinheit das Schaltmittel zum Unterbrechen des Stromflusses im Stromleiter ansteuern.The switching devices usually have an electronic evaluation unit for evaluating the detected by the current transformer and flowing through the conductor DC or AC current. In the case of a detected overcurrent and / or a short-circuit current, the Evaluation unit to control the switching means for interrupting the flow of current in the conductor.
Ein derartiges Gerät kann auch mehrpolig zum Schalten mehrerer Stromleiter bzw. Phasenleiter ausgebildet sein, wie z. B. zwei- oder dreipolig. Es weist daher je Phase einen eingangs- und ausgangsseitigen elektrischen Anschluss auf.Such a device can also be designed with multiple poles for switching a plurality of current conductors or phase conductors, such. B. two- or three-pole. It therefore has per phase on an input and output side electrical connection.
Bei den zuvor beschriebenen Geräten ist der Stromwandler vorzugsweise im Bereich des jeweiligen ausgangsseitigen elektrischen Anschlusses angeordnet. Üblicherweise ist der elektrische Anschluss eine Klemme. Sie weist vorzugsweise eine Schraube auf, über welche mittels eines Schraubendrehers ein zwischen der Klemme und der Schraube eingeführtes Kabelende des Stromleiters verklemmt werden kann. Das Kabelende ist typischerweise ein massiver Leiter, insbesondere aus Kupfer. Bei dem Kabelende handelt es sich um ein im Zentimeterbereich liegendes, von der Leiterisolierung des Stromleiters freigelegtes Ende.In the devices described above, the current transformer is preferably arranged in the region of the respective output-side electrical connection. Usually, the electrical connection is a terminal. It preferably has a screw over which by means of a screwdriver inserted between the terminal and the screw cable end of the conductor can be clamped. The cable end is typically a solid conductor, especially copper. The cable end is an centimeter-wide end exposed from the conductor insulation of the conductor.
Ausgehend von dem eingangs genannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der Erfindung ein Gerät anzugeben, welches einfacher gefertigt, montiert und im Falle eines Stromwandlerdefekts einfacher instand gesetzt werden kann.Based on the above-mentioned prior art, it is an object of the invention to provide a device which can be easily manufactured, mounted and repaired in the case of a power converter defect easier.
Es ist eine weitere Aufgabe, ein Klemmen-/Stromwandler-Modul für ein derartiges Gerät anzugeben.It is another object to provide a clamp / power converter module for such a device.
Die Aufgabe wird durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gerätes sind in den Ansprüchen 2 bis 15 angegeben. Im Anspruch 16 ist ein Klemmen-/Stromwandler-Modul zur Aufnahme durch ein erfindungsgemäßes Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 15 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Klemmen-/Stromwandler-Moduls sind in den abhängigen Ansprüchen 17 bis 20 genannt.The object is achieved by a device having the features of
Erfindungsgemäß ist das Gehäuse zur Aufnahme eines Klemmen-/Stromwandler-Moduls ausgebildet. Das Modul weist den Stromwandler und einen elektrischen Anschluss auf. Der Strommessleiter ist in ein geräteseitiges und in ein modulseitiges Strommessleiterstück geteilt. Der elektrische Anschluss ist mit einem ersten Ende des modulseitigen Strommessleiterstücks verbunden. Ein zweites Ende des modulseitigen Strommessleiterstücks weist ein erstes, im Bereich einer Durchführungsöffnung des Stromwandlers angeordnetes Kupplungsstück auf. Ein geometrisch auf das erste Kupplungsstück ausgebildetes zweites Kupplungsstück ist derart in einem geräteseitigen Modulaufnahmebereich angeordnet, dass das erste und zweite Kupplungsstück bei Aufnahme des Klemmen-/Stromwandler-Moduls miteinander kuppelbar sind.According to the invention, the housing is designed to receive a terminal / current transformer module. The module has the current transformer and an electrical connection. The current measuring conductor is divided into a device-side and a module-side current measuring conductor piece. The electrical connection is connected to a first end of the module-side current measuring conductor piece. A second end of the module-side current measuring conductor piece has a first coupling piece arranged in the region of a leadthrough opening of the current transformer. A second coupling piece formed geometrically on the first coupling piece is arranged in a device-side module receiving region in such a way that the first and second coupling pieces can be coupled to one another when the terminal / current transformer module is received.
Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform ist, dass die Fertigung und die Montage eines derartigen Gerätes erheblich vereinfacht werden kann.The particular advantage of this embodiment is that the manufacture and assembly of such a device can be considerably simplified.
Ein weiterer Vorteil ist, dass im Falle eines Defektes des Stromwandlers nur das Klemmen-/Stromwandler-Modul und nicht das gesamte Gerät ausgetauscht werden muss. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Gerät zwischen mehreren anderen Geräten auf einer Hutschiene montiert ist.Another advantage is that in the event of a CT failure, only the terminal / CT module and not the entire unit needs to be replaced. This is especially the case when the device is mounted between several other devices on a DIN rail.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Kupplungsstelle des ersten und zweiten Kupplungsstücks im Bereich der Durchführungsöffnung des Stromwandlers ist eine sonst manuelle erforderliche Montage des zumeist gebogen ausgeführten Strommessleiters durch die Durchführungsöffnung hindurch nicht mehr erforderlich. Diese kann automatisiert erfolgen, indem die beiden Kupplungsstücke des Strommessleiters beim Aufstecken des Klemmen-/Stromwandler-Moduls auf das Gehäuse des Gerätes miteinander gekuppelt werden.The inventive arrangement of the coupling point of the first and second coupling piece in the region of the feedthrough opening of the current transformer an otherwise manual required mounting of the usually bent running current measuring conductor through the feedthrough opening is no longer required. This can be done automatically by the two coupling pieces of the current measuring conductor are coupled together when plugging the terminal / current transformer module to the housing of the device.
Nach einer Ausführungsform ist das erste Kupplungsstück als Buchse oder Stecker ausgebildet. In korrespondierender Weise ist das zweite Kupplungsstück als Stecker oder Buchse ausgebildet.According to one embodiment, the first coupling piece is designed as a socket or plug. In a corresponding manner, the second coupling piece is designed as a plug or socket.
Dadurch ist eine zuverlässige elektrische Kontaktierung der beiden Kupplungsstücke möglich. Vorzugsweise weist die Buchse einen trichterförmigen Aufnahmekragen für den zu kuppelnden Stecker auf. Dadurch erfolgt die Kupplung während des Kupplungsvorganges vorteilhaft zentriert und damit noch zuverlässiger.As a result, a reliable electrical contacting of the two coupling pieces is possible. Preferably, the socket has a funnel-shaped receiving collar for the plug to be coupled. As a result, the clutch is advantageously centered during the coupling process and thus more reliable.
Im Besonderen weist das Klemmen-/Stromwandler-Modul erste Signalkontakte auf, welche mit Signalleitungen des Stromwandlers verbunden sind. Im geräteseitigen Modulaufnahmebereich sind geometrisch auf die ersten Signalkontakte ausgebildete zweite Signalkontakte angeordnet, welche bei Aufnahme des Klemmen-/Stromwandler-Moduls elektrisch miteinander kuppelbar sind.In particular, the terminal / current transformer module has first signal contacts which are connected to signal lines of the current transformer. In the device-side module receiving area, second signal contacts are formed geometrically on the first signal contacts and can be electrically coupled to one another when the terminal / current transformer module is received.
Dadurch werden die Signalleitungen des Stromwandlers mit dem Aufschieben des Klemmen-/Stromwandler-Moduls auf das Gerätegehäuse vorteilhaft automatisch kontaktiert und mit der geräteinternen Auswerteeinheit elektrisch verbunden. Die Signalleitungen des Stromwandlers sind insbesondere mit den beiden Enden der Sekundärwicklung des Stromwandlers verbunden.As a result, the signal lines of the current transformer are advantageously contacted automatically with the sliding of the terminal / current transformer module to the device housing and electrically connected to the device-internal evaluation. The signal lines of the current transformer are connected in particular to the two ends of the secondary winding of the current transformer.
Ein weiterer Vorteil ist, dass ein bisheriges Anlöten der Signalleitungen des Stromwandlers an entsprechende Anschlusskontakte im Gerät nicht erforderlich ist.Another advantage is that a previous soldering of the signal lines of the current transformer to corresponding terminals in the device is not required.
Alternativ kann anstelle der Weiterführung der Signalleitungen vom Modul in das Gerät eine drahtlose Signalübertragung eines zum sekundärseitigen induzierten Stromwandler-Messstromes korrespondierenden Messwertes verwendet werden. Dies kann beispielsweise auf induktiv gekoppeltem Wege zwischen dem Gerät und dem Klemmen-/Stromwandler-Modul erfolgen. Dadurch kann auf eine kontaktbehaftete Weiterführung der Signalleitungen des Stromwandlers verzichtet werden. Alternatively, instead of the continuation of the signal lines from the module into the device, a wireless signal transmission of a measured value corresponding to the secondary-side induced current-converter measuring current can be used. This can be done, for example, inductively coupled paths between the device and the terminal / current transformer module. As a result, contact-based continuation of the signal lines of the current transformer can be dispensed with.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Klemmen-/Stromwandler-Modul ein Modulgehäuse auf, welches im aufgenommenen Zustand des Klemmen-/Stromwandler-Moduls zumindest nahezu bündig mit dem Gehäuse des Gerätes abschließt.According to a further embodiment, the terminal / current transformer module has a module housing, which terminates in the received state of the terminal / current transformer module at least almost flush with the housing of the device.
Dadurch weist das erfindungsgemäße Gerät nach Aufnahme des Klemmen-/Stromwandler-Moduls im Wesentlichen die gleichen baulichen Abmessungen wie herkömmliche Geräte auf.As a result, the device according to the invention after receiving the terminal / current transformer module essentially the same structural dimensions as conventional devices.
In einer vorteilhaften Ausführungsform weist das Klemmen-/Stromwandler-Modul ein Modulgehäuse auf, welches mit dem Gehäuse des Gerätes verrastbar ist.In an advantageous embodiment, the terminal / current transformer module has a module housing which can be latched to the housing of the device.
Dadurch vereinfacht sich die Montage des Klemmen-/Stromwandler-Moduls. Das Modul bzw. das Gerät weisen beispielsweise miteinander korrespondierende Rastnasen und Rastöffnungen auf.This simplifies the installation of the terminal / current transformer module. The module or the device have, for example, mutually corresponding latching lugs and latching openings.
Insbesondere sind der modulseitige elektrische Anschluss sowie der geräteseitige elektrische Anschluss zum Anschließen des Stromleiters Klemmen.In particular, the module-side electrical connection and the device-side electrical connection for connecting the conductor are terminals.
In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gerätes sind einer der elektrischen Anschlüsse, das modulseitige Strommessleiterstück, die zweiten Signalkontakte sowie gegebenenfalls das Schaltmittel auf einer Leiterplatte im Gehäuse angeordnet. Dadurch reduziert sich der Fertigungsaufwand für ein derartiges Gerät nochmals.In a further embodiment of the device according to the invention, one of the electrical connections, the module-side current measuring conductor piece, the second signal contacts and optionally the switching means are arranged on a printed circuit board in the housing. This reduces the production costs for such a device again.
Nach einer Ausführungsform ist ein Messsignalausgang zur Ausgabe eines zum erfassten Strom korrespondierenden Stromwertes vorhanden. Insbesondere weist der Messsignalausgang zwei Kontakte auf, wie z. B. Klemmen-, Buchsen- oder Steckerkontakte, an welchen die in einer Sekundärwicklung induzierte Wechselspannung anliegt. Vorzugsweise liegt an den beiden Sekundärwicklungsenden bereits ein Bürdenwiderstand an.According to one embodiment, a measurement signal output for outputting a current value corresponding to the detected current is present. In particular, the measurement signal output has two contacts, such. B. terminal, socket or plug contacts to which the voltage induced in a secondary winding is applied. Preferably, a load resistor is already applied to the two secondary winding ends.
Der Messsignalausgang kann vorteilhaft z. B. mit einem externen Schaltgerät verbunden sein, welches das entsprechende Strommesssignal auswertet und in Abhängigkeit davon ein oder mehrere Schaltmittel zu- oder abschaltet.The measurement signal output can advantageously z. B. be connected to an external switching device which evaluates the corresponding current measurement signal and in response to one or more switching means on or off.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge ist der Messerfassungseinheit eine Vergleichseinheit zum Vergleichen eines aktuell erfassten Stromwertes mit einem vorgebbaren Überstrom- und/oder Kurzschlussstromwert nachgeschaltet. Am Gehäuse ist ein Schaltsignalausgang zum Ausgeben eines Schaltsignals im Falle eines Überstromes und/oder Kurzschlussstromes vorhanden.According to another embodiment, the measuring unit is followed by a comparison unit for comparing a currently detected current value with a predeterminable overcurrent and / or short-circuit current value. The housing has a switching signal output for outputting a switching signal in the event of an overcurrent and / or short-circuit current.
Das Schaltsignal kann vorteilhaft direkt zum Schalten eines oder mehrerer externer Schaltgeräte oder als digitales Signal zur Weiterverarbeitung durch eine übergeordnete Leitstelle oder eine Überwachungseinrichtung oder dergleichen dienen. Das Schaltsignal kann alternativ oder zusätzlich ein geräteinternes Relais ansteuern, dessen potentialfreie Schaltkontakte dann am Schaltsignalausgang anliegen.The switching signal can advantageously be used directly for switching one or more external switching devices or as a digital signal for further processing by a higher-level control center or a monitoring device or the like. Alternatively or additionally, the switching signal can trigger a device-internal relay, whose potential-free switching contacts then abut the switching signal output.
Nach einer besonderen Ausführungsform weist das Gerät Schaltmittel zum Ein- oder Ausschalten des durch den Stromleiter fließenden Stromes auf. In diesem Fall kann das erfindungsgemäße Gerät als Schaltgerät betrachtet werden. Mittels eines solchen Schaltgerätes kann eine daran angeschlossene elektrische Last, wie z. B. ein Elektromotor, ein- oder ausgeschaltet werden.According to a particular embodiment, the device has switching means for switching on or off the current flowing through the current conductor. In this case, the device according to the invention can be regarded as a switching device. By means of such a switching device can be connected to an electrical load such. As an electric motor, on or off.
Vorzugsweise ist das Schaltmittel entsprechend einer Ausführungsform des Gerätes durch die Ansteuereinheit ansteuerbar, wenn der durch den Stromleiter fließende Strom einen vorgebbaren Überstrom- und/oder Kurzschlussstromwert überschreitet. Dadurch kann eine Beschädigung oder eine Zerstörung der am Schaltgerät angeschlossenen elektrischen Last verhindert werden.Preferably, the switching means according to an embodiment of the device by the drive unit can be controlled when the current flowing through the current conductor exceeds a predetermined overcurrent and / or short-circuit current value. As a result, damage or destruction of the electrical load connected to the switching device can be prevented.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Gerät einen am Gehäuse angeordneten Steuereingang zum Ein- oder Ausschalten des Schaltmittels auf. Der Steuereingang kann z. B. mit einer Anlagensteuerung, mit einer Überwachungseinrichtung oder mit einem Prozessrechner verbunden sein. Der Steuereingang kann z. B. eine Buchse, ein Stecker oder eine Klemme sein. Vorzugsweise kann das Schaltmittel mittels eines digitalen Steuersignals angesteuert werden. Die Abfrage des Steuereingangs sowie die Ansteuerung des Schaltmittels erfolgt vorzugsweise durch die Ansteuereinheit des Schaltgerätes. Alternativ oder zusätzlich kann der Steuereingang als Busschnittstelle, wie z. B. als Profibus-Schnittstelle, ausgebildet sein.According to a further embodiment, the device has a housing arranged on the control input for switching on or off of the switching means. The control input can z. B. connected to a plant control, with a monitoring device or with a process computer. The control input can z. B. a socket, a plug or a terminal. Preferably, the switching means can be controlled by means of a digital control signal. The query of the control input and the control of the switching means is preferably carried out by the drive unit of the switching device. Alternatively or additionally, the control input as a bus interface, such. B. as a Profibus interface, be formed.
Nach einer Ausführungsform ist das Schaltmittel ein elektromechanisches Schaltmittel, wie z. B. ein Relais oder ein Schütz. Dadurch kann eine am ausgangsseitigen elektrischen Anschluss des Schaltgerätes angeschlossene Last potentialfrei zum eingangsseitigen elektrischen Anschluss getrennt werden.According to one embodiment, the switching means is an electromechanical switching means, such. B. a relay or a contactor. As a result, a load connected to the output-side electrical connection of the switching device can be isolated from the input-side electrical connection in a potential-free manner.
Alternativ kann das Schaltmittel ein elektronisches Halbleiterbauelement sein, wie z. B. ein Schalttransistor, ein Halbleiterrelais oder ein Triac. Alternatively, the switching means may be an electronic semiconductor device, such as. As a switching transistor, a semiconductor relay or a triac.
Insbesondere ist das Schaltgerät ausgebildet, den fließenden Strom im Kurzschlussfall sofort, das heißt in einem Zeitbereich von einigen Mikrosekunden, abzuschalten bzw. zu unterbrechen, um eine Schädigung der Last sowie des Schaltmittels selbst zu vermeiden. Abschaltzeiten im Mikrosekundenbereich können insbesondere mit einem Halbleiterschalter erreicht werden. Im Falle eines elektromechanischen Relais kann die Abschaltzeit dagegen einige Millisekunden betragen. Im Überstromfall sind die Abschaltzeiten vergleichsweise größer, wie z. B. um den Faktor 3 bis 10. Die entsprechenden Abschaltzeiten können auch von der Höhe des Überstromes abhängig sein. Das heißt, je höher der Überstrom ist, desto kürzer ist die zugehörige Überstromabschaltzeit.In particular, the switching device is designed to switch off or interrupt the flowing current in the event of a short circuit immediately, that is to say in a time range of a few microseconds, in order to avoid damage to the load and of the switching means itself. Shutdown times in the microsecond range can be achieved in particular with a semiconductor switch. In the case of an electromechanical relay, however, the turn-off time may be a few milliseconds. In overcurrent case, the shutdown times are relatively larger, such. B. by a factor of 3 to 10. The corresponding off times may also be dependent on the amount of overcurrent. That is, the higher the overcurrent, the shorter the associated overcurrent tripping time.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform sind der eingangs- und ausgangsseitige elektrische Anschluss Klemmen. Der elektrische Anschluss kann alternativ eine Buchse, ein Stecker oder dergleichen sein.According to a preferred embodiment, the input and output side electrical connection terminals. The electrical connection may alternatively be a socket, a plug or the like.
Nach einer weiteren Ausführungsform sind die elektrischen Anschlüsse, der geräteseitige Stromleiter, gegebenenfalls das Schaltmittel sowie gegebenenfalls der Stromwandler auf einer Leiterplatte angeordnet. Dadurch vereinfacht sich die Herstellung eines solchen Gerätes.According to a further embodiment, the electrical connections, the device-side conductor, possibly the switching means and optionally the current transformer are arranged on a circuit board. This simplifies the manufacture of such a device.
Schließlich wird die Aufgabe der Erfindung durch ein Klemmen-/Stromwandler-Modul gelöst, welches durch ein erfindungsgemäßes Gerät aufnehmbar ist. Das Klemmen-/Stromwandler-Modul weist einen Stromwandler, einen elektrischen Anschluss und ein modulseitiges Strommessleiterstück mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf. Das erste Ende ist mit dem elektrischen Anschluss verbunden. Das zweite Ende weist ein zweites, im Bereich einer Durchführungsöffnung des Stromwandlers angeordnetes Kupplungsstück auf, welches geometrisch auf ein erstes Kupplungsstück in einem geräteseitigen Modulaufnahmebereich des Gerätes abgestimmt ist. Insbesondere ist der modulseitige elektrische Anschluss eine Klemme.Finally, the object of the invention is achieved by a terminal / current transformer module, which is receivable by an inventive device. The clamp / current transformer module has a current transformer, an electrical connection and a module-side current measuring conductor piece with a first end and a second end. The first end is connected to the electrical connection. The second end has a second, arranged in the region of a passage opening of the current transformer coupling piece, which is tuned geometrically to a first coupling piece in a device-side module receiving area of the device. In particular, the module-side electrical connection is a terminal.
Ein derartiges erfindungsgemäßes Klemmen-/Stromwandler-Modul kann vorteilhaft an erfindungsgemäße Geräte mit unterschiedlicher technischer Ausstattung angesteckt werden. Das Gerät kann beispielsweise ein ausschließliches Stromerfassungsgerät oder ein Schaltgerät mit einem Schaltmittel sein.Such a terminal / current transformer module according to the invention can advantageously be connected to devices according to the invention with different technical equipment. The device can be, for example, an exclusive current detection device or a switching device with a switching means.
Ein weiterer Vorteil ist, dass das Klemmen-/Stromwandler-Modul durch die wenige Anzahl von Bauelementen in fertigungstechnischer Hinsicht einfacher hergestellt werden kann.Another advantage is that the terminal / current transformer module can be made easier due to the few number of components in terms of manufacturing technology.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Klemmen-/Stromwandler-Modul erste Signalkontakte auf, welche mit Signalleitungen des Stromwandlers verbunden sind. Die Signalkontakte sind geometrisch auf erste Signalkontakte des Gerätes abgestimmt.According to one embodiment, the terminal / current transformer module has first signal contacts, which are connected to signal lines of the current transformer. The signal contacts are geometrically matched to the first signal contacts of the device.
Die Signalleitungen können beispielsweise an die Signalkontakte angelötet oder vorzugsweise mit denen im Sinne einer Quetsch- oder Klemmverbindung verklemmt sein. Die Signalkontakte können beispielsweise als so genannte „Pads” ausgebildet sein, welche von entsprechenden beweglichen Kontakten auf einer geräteseitigen Leiterplatte kontaktiert werden. Insbesondere sind die Pads im Randbereich einer modulseitigen Leiterplatte des Klemmen-/Stromwandler-Moduls ausgebildet.The signal lines can be soldered to the signal contacts, for example, or preferably clamped with those in the sense of a crimp or clamp connection. The signal contacts may be formed, for example, as so-called "pads", which are contacted by corresponding movable contacts on a device-side printed circuit board. In particular, the pads are formed in the edge region of a module-side printed circuit board of the terminal / current transformer module.
Wie zuvor bereits beschrieben, weist das Klemmen-/Stromwandler-Modul ein auf die Formgebung des Gehäuses des Gerätes abgestimmtes Modulgehäuse auf. Dadurch weist das erfindungsgemäße Gerät nach Aufnahme des Klemmen-/Stromwandler-Moduls im Wesentlichen die gleichen baulichen Abmessungen wie herkömmliche Geräte auf.As already described above, the terminal / current transformer module has a matched to the shape of the housing of the device module housing. As a result, the device according to the invention after receiving the terminal / current transformer module essentially the same structural dimensions as conventional devices.
Vorzugsweise weist das Klemmen-/Stromwandler-Modul ein Modulgehäuse mit Verrastungen zum Verrasten mit dem Gehäuse des Gerätes auf.Preferably, the terminal / current transformer module has a module housing with latches for latching with the housing of the device.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der Erfindung werden im Weiteren anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben. Es zeigenThe invention and advantageous embodiments of the invention will be described in more detail below with reference to the following figures. Show it
Das Gerät
Der Auswerteeinheit
Das gezeigte Schaltgerät
Das beispielhafte Gerät
Das Schaltmittel
Ist das Gerät ein ausschließliches Stromerfassungsgerät, so kann zwischen den beiden elektrischen Anschlüssen
Im unteren Teil der
Wie die
Im Beispiel der
Im rechten Teil der
Das in
Dadurch kann im Vergleich zum Gerät
Wie die
Vorteilhafterweise sind der geräteseitige Strommessleiter
Alternativ kann bei einem ausschließichen Stromerfassungsgerät
Im Vergleich zur vorherigen
Das Klemmen-/Stromwandler-Modul
Im Beispiel der vorliegenden
Alternativ kann das erste Kupplungsstück
Im Beispiel der
Der besondere Vorteil ist, dass im Rahmen der Fertigung eines derartigen Gerätes
Vorteilhafterweise sind das modulseitige Strommessleiterstück
Weiterhin weist das Klemmen-/Stromwandler-Modul
Im oberen Teil der
Im Beispiel der vorliegenden
Das Gehäuserückteil
Im Beispiel der
Weiterhin sind im Beispiel der
Im rechten Teil der
Die zweiten Signalkontakte
Eine weiterhin alternative lösbare elektrische Verbindung zwischen der zuvor beschriebenen Kontaktfeder
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