EP2107585A2 - Elektrisches Schaltgerät - Google Patents

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EP2107585A2
EP2107585A2 EP09000638A EP09000638A EP2107585A2 EP 2107585 A2 EP2107585 A2 EP 2107585A2 EP 09000638 A EP09000638 A EP 09000638A EP 09000638 A EP09000638 A EP 09000638A EP 2107585 A2 EP2107585 A2 EP 2107585A2
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EP
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voltage
terminal
switching device
switching
zero crossing
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EP09000638A
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EP2107585A3 (de
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Ulrich Ziegler
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ELTAKO GmbH
Original Assignee
Eltako Schaltgerate GmbH
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H47/00—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current
    • H01H47/22—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil
    • H01H47/24—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the relay and designed to obtain desired operating characteristics or to provide energising current for supplying energising current for relay coil having light-sensitive input
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/56—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the AC cycle

Definitions

  • the invention relates to an electrical switching device with an actuatable with a control signal control electronics, which is connected to a switching relay whose switching contacts between at least one AC voltage terminal to which a live conductor of an AC system is connectable, and at least one load terminal to which an electrical load can be connected , are switched.
  • Such switching devices are used in particular in building installations and are used for example for switching on and off of electrical lights but also for controlling a contactor, which in turn switches a high-performance electrical loads.
  • the solenoid of the switching relay can be acted upon by a current, so that the switching contacts are opened or closed by the magnetic coil.
  • the current for the solenoid is provided by the control electronics, which can be acted upon by the user with a control signal, for example with a voltage pulse, which can trigger the user by means of a probe element.
  • a control signal for example with a voltage pulse
  • An advantage of using a switching relay is that by means of the switching relay, the spreader electronics can be separated in a structurally simple manner from the potential of the AC voltage applied to the AC voltage terminal, because by means of the magnetic coil of the switching relay can Switching contacts are actuated inductively, so that the switching contacts are not electrically connected to the control electronics.
  • the actual switching process of the switching device takes a few milliseconds.
  • the transition of the switching state can be connected to a considerable load of the switching device, since the application of a large voltage amplitude, the switch contacts can weld together.
  • a semiconductor for example, a MOS-FET
  • the switching operation is operated in the region of the zero crossing of the applied alternating voltage, this has, however, when switching a contactor by means of the switching device due to switching delays result in that the switching operation of the switching device takes place at a time, at least in the vicinity of the zero crossing of the applied AC voltage However, the switching operation of the downstream contactor is then often at a time at which the amplitude of the AC voltage already passes through a maximum again.
  • Object of the present invention is to develop an electrical switching device of the generic type such that while maintaining a potential separation between the voltage applied during operation of the switching device at the AC voltage connection AC and the control electronics, the switching operation can be done depending on or independent of the zero crossing of the AC voltage connection subsequent AC voltage.
  • an electrical switching device of the aforementioned type according to the invention that the switching device has a connectable to the neutral of the AC system neutral terminal and that the control electronics controls the switching relay in response to the zero crossing of a current flowing from the AC terminal to the neutral terminal measuring current, if the neutral terminal with connected to the neutral conductor.
  • a neutral conductor connection is also used, to which the installer can connect the neutral conductor of the AC voltage system as required. If the neutral conductor is connected to the neutral terminal, a measuring current can flow from the AC terminal to the neutral terminal. Due to the measurement current, the control electronics can then determine the zero crossing of the AC voltage applied to the AC voltage connection and control the switching relay as a function of the zero crossing.
  • the life of the electrical switching device can be considerably extended, since the risk is greatly reduced that the switching contacts of the switching relay welded together or impaired in any other way.
  • the switching device is thus designed such that only when flowing a measuring current from the AC voltage terminal to the neutral terminal, the control of the switching relay in response to the zero crossing of the AC voltage applied to the AC voltage connection, whereas in the absence of a measurement current, the control of the switching relay is performed independently of the zero crossing of the AC voltage.
  • the switching device comprises a zero crossing detection element and a measuring line which connects the AC voltage terminal to the neutral terminal, wherein the measuring line is optically, inductively or capacitively coupled to the zero crossing detection element. Due to the optical, inductive or capacitive coupling, the zero crossing detection element can detect the zero crossing of the alternating voltage applied to the AC voltage connection.
  • the zero crossing detection element thus allows the control electronics in a simple manner to control the switching relay as a function of the zero crossing of the AC voltage, if a measuring current flows through the measuring line. If such a measuring current is missing because the neutral conductor connection is not connected to the neutral conductor of the AC voltage system, then the zero crossing detection element receives no input signal and the control electronics controls the switching relay without consideration of the zero crossing of the AC voltage.
  • control electronics comprises a microcontroller with integrated zero crossing detection element.
  • This has the advantage that the circuit complexity of the electrical switching device can be reduced and thus its production costs.
  • the zero crossing detection element is integrated in such an embodiment in the control electronics.
  • the coupling of the measuring line with the zero crossing detection element takes place in an advantageous embodiment via an optocoupler.
  • optocouplers are known per se to those skilled in the art. They make it possible to maintain a potential separation between the measuring line and the zero crossing detection element and nevertheless to transmit a signal from the measuring line to the input of the zero crossing detection element.
  • the switching relay and the optocoupler have an insulation voltage of at least 3500 V, preferably an insulation voltage of at least 4 kV. This allows a potential-free switching operation, which can be carried out as needed in dependence on the zero crossing of the AC voltage applied to the AC voltage connection.
  • the switching relay and the optocoupler have a creepage distance of at least 5 mm, in particular a creepage distance of 6 mm.
  • the insulation resistance of the electrical switching device required for potential-free switching is reliably ensured.
  • a current limiting element for example, an ohmic resistance is preferably connected.
  • the electrical switching device has a housing which can be latched onto retaining rails.
  • FIGURE of the drawing shows schematically a block diagram of an electrical switching device in the form of a surge switch 10.
  • This has a housing 12 which can be latched onto retaining rails in the usual way in the form of a DIN rail mounted device.
  • the corresponding locking elements are known in the art and therefore not shown in the drawing to achieve a better overview.
  • the impulse switch 12 has two control terminals 14, 15, which are connected to control electronics in the form of a microcontroller 16. To the control terminal 14, a control line 18 is connected, in which a user-operable electromechanical switch 20 is connected. About the control line 18 of the surge switch 10 is connected to a not shown in the drawing, known control voltage source connected. The control terminal 15 is connected to ground potential.
  • the microcontroller 16 controls the magnetic coil 22 of a switching relay 24, whose switching contacts 26, 27 are connected in a supply line 29, via which an AC voltage terminal 30 of the surge switch 10 is connected to a load terminal 32.
  • a live conductor of an AC system can be connected to the AC terminal 30, and to the load terminal 32, an electrical load, For example, an electric light or a contactor to be connected.
  • the impulse switch 10 has a neutral connection 34, which is connected to the AC connection 30 via a measuring line 36.
  • a protective diode 38 and a current limiting element in the form of an ohmic resistor 39 are connected in series with one another.
  • An optocoupler 40 is connected on the input side to the measuring line 36. On the output side, the optocoupler 40 is in electrical connection with a zero-crossing detection element 42, which is integrated in the microcontroller 16.
  • the electrical connection between the AC voltage terminal 30 and the load terminal 32 can be selectively made and interrupted.
  • the magnetic coil 32 and the microcontroller 16 are disconnected from the electrical potential applied to the AC voltage terminal 30.
  • the potential separation is ensured by the use of the switching relay 24 and by the optical coupling between the measuring line 36 and the zero crossing detection member 22 by means of the optocoupler 40.
  • the switching relay 24 has as well as the optocoupler 40 an insulation voltage of about 4 kV and a creepage distance of about 6 mm on.
  • the control terminal 14 is acted upon by a control voltage pulse.
  • the microcontroller 16 of the solenoid coil 22 provides a control current, so that then the switch contacts 26, 27 are opened or closed can be.
  • the switching operation can be carried out selectively or independently of the zero crossing of the alternating voltage applied to the AC voltage terminal 30. If the switching operation of the switching relay 24 takes place as a function of the zero crossing, it is necessary for this that the neutral conductor terminal 34 is connected to the neutral conductor of the AC voltage system.
  • the switching operation is to be carried out independently of the zero crossing of the AC voltage, then it is only necessary for this that the neutral conductor of the AC voltage system is disconnected from the neutral terminal 34.
  • the neutral terminal 34 thus remains open, and for lack of measurement current is detected by the zero crossing detector 42, no zero crossing and after an actuation of the probe 20, the solenoid 22 is acted upon by the microcontroller 16, regardless of the zero crossing of the AC voltage with a control voltage.
  • the circuit breaker 10 according to the invention is thus characterized by a structurally simple circuit arrangement and consequently by relatively low production costs, the installer can choose whether Switching operations are dependent or independent of the zero crossing of the voltage applied to the AC voltage terminal 30 AC voltage to take place. If a zero crossing dependent switching operation is desired, the installer connects to the neutral terminal the neutral of the AC system. If such a dependence of the switching process is undesirable, the neutral conductor connection remains open.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät mit einer mit einem Steuersignal beaufschlagbaren Steuerelektronik, die mit einem Schaltrelais verbunden ist, dessen Schaltkontakte zwischen mindestens einen Wechselspannungsanschluss, an den ein spannungsführender Leiter eines Wechselspannungssystems anschließbar ist, und mindestens einen Lastanschluss, an den ein elektrischer Verbraucher anschließbar ist, geschaltet sind. Um das elektrische Schaltgerät derart weiterzubilden, dass unter Aufrechterhaltung einer Potentialtrennung zwischen der beim Einsatz des Schaltgerätes am Wechselspannungsanschluss anliegenden Wechselspannung und der Steuerelektronik der Schaltvorgang wahlweise abhängig oder unabhängig vom Nulldurchgang der am Wechselspannungsanschluss anliegenden Wechselspannung erfolgen kann, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Schaltgerät einen an den Neutralleiter des Wechselspannungssystems anschließbaren Neutralleiteranschluss aufweist und dass die Steuerelektronik das Schaltrelais in Abhängigkeit vom Nulldurchgang eines vom Wechselspannungsanschluss zum Neutralleiteranschluss fließenden Messstroms steuert, sofern der Neutralleiteranschluss mit dem Neutralleiter verbunden ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektrisches Schaltgerät mit einer mit einem Steuersignal beaufschlagbaren Steuerelektronik, die mit einem Schaltrelais verbunden ist, dessen Schaltkontakte zwischen mindestens einen Wechselspannungsanschluss, an den ein spannungsführender Leiter eines Wechselspannungssystems anschließbar ist, und mindestens einen Lastanschluss, an den ein elektrischer Verbraucher anschließbar ist, geschaltet sind.
  • Derartige Schaltgeräte kommen insbesondere bei Gebäudeinstallationen zum Einsatz und dienen zum Beispiel zum Ein -und Ausschalten von elektrischen Leuchten aber auch zum Steuern eines Schützes, der seinerseits einen leistungsstarken elektrischen Verbraucher schaltet. Mittels der Steuerelektronik kann die Magnetspule des Schaltrelais mit einem Strom beaufschlagt werden, so dass von der Magnetspule die Schaltkontakte geöffnet oder geschlossen werden. Der Strom für die Magnetspule wird von der Steuerelektronik bereitgestellt, die vom Benutzer mit einem Steuersignal beaufschlagt werden kann, beispielsweise mit einem Spannungsimpuls, den der Benutzer mit Hilfe eines Tastelementes auslösen kann. Üblicherweise sind derartige elektrische Schaltgeräte als Reiheneinbaugeräte ausgebildet und können auf Halteschienen aufgerastet werden.
  • Ein Vorteil beim Einsatz eines Schaltrelais liegt darin, dass mittels des Schaltrelais die Streuerelektronik auf konstruktiv einfache Weise vom Potential der am Wechselspannungsanschluss anliegenden Wechselspannung getrennt werden kann, denn mittels der Magnetspule des Schaltrelais können dessen Schaltkontakte induktiv betätigt werden, so dass die Schaltkontakte nicht galvanisch mit der Steuerelektronik verbunden sind.
  • Der eigentliche Schaltvorgang des Schaltgerätes dauert einige Millisekunden. Beim Schalten einer Wechselspannung kann der Übergang des Schaltzustandes mit einer erheblichen Belastung des Schaltgerätes verbunden sein, da beim Anliegen einer großen Spannungsamplitude die Schaltkontakte miteinander verschweißen können. Bei Schaltgeräten, bei denen statt eines Relais ein Halbleiter zum Einsatz kommt, beispielsweise ein MOS-FET, ist es deshalb bekannt, den Schaltvorgang dann durchzuführen, wenn die am Wechselspannungsanschluss anschließende Wechselspannung einen Nulldurchgang durchläuft. Dies reduziert die Belastung des Schaltgerätes.
  • Wird der Schaltvorgang im Bereich des Nulldurchganges der anliegenden Wechselspannung betrieben, so hat dies allerdings beim Schalten eines Schützes mittels des Schaltgerätes aufgrund von Schaltverzögerungen zur Folge, dass zwar der Schaltvorgang des Schaltgerätes zu einem Zeitpunkt erfolgt, der zumindest in der Nähe des Nulldurchgangs der anliegenden Wechselspannung liegt, der Schaltvorgang des nachgeordneten Schützes erfolgt dann aber häufig zu einem Zeitpunkt, bei dem die Amplitude der Wechselspannung bereits wieder ein Maximum durchläuft.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein elektrisches Schaltgerät der gattungsgemäßen Art derart weiterzubilden, dass unter Aufrechterhaltung einer Potentialtrennung zwischen der beim Betrieb des Schaltgerätes am Wechselspannungsanschluss anliegenden Wechselspannung und der Steuerelektronik der Schaltvorgang wahlweise abhängig oder unabhängig vom Nulldurchgang der am Wechselspannungsanschluss anschließenden Wechselspannung erfolgen kann.
  • Diese Aufgabe wird bei einem elektrischen Schaltgerät der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Schaltgerät einen an den Neutralleiter des Wechselspannungssystems anschließbaren Neutralleiteranschluss aufweist und dass die Steuerelektronik das Schaltrelais in Abhängigkeit vom Nulldurchgang eines vom Wechselspannungsanschluss zum Neutralleiteranschluss fließenden Messstroms steuert, sofern der Neutralleiteranschluss mit dem Neutralleiter verbunden ist.
  • Beim erfindungsgemäßen Schaltgerät kommt zusätzlich zu einem Wechselspannungsanschluss und zu einem Lastanschluss auch noch ein Neutralleiteranschluss zum Einsatz, an den der Installateur bei Bedarf den Neutralleiter des Wechselspannungssystems anschließen kann. Wird der Neutralleiter an den Neutralleiteranschluss angeschlossen, so kann ein Messstrom fließen vom Wechselspannungsanschluss zum Neutralleiteranschluss. Aufgrund des Messstromes kann dann die Steuerelektronik den Nulldurchgang der am Wechselspannungsanschluss anliegenden Wechselspannung bestimmen und das Schaltrelais in Abhängigkeit vom Nulldurchgang steuern. Damit kann die Lebensdauer des elektrischen Schaltgerätes erheblich verlängert werden, da die Gefahr sehr stark verringert ist, dass die Schaltkontakte des Schaltrelais miteinander verschweißen oder in sonstiger Weise beeinträchtigt werden.
  • Wie eingangs erwähnt, ist es allerdings nicht immer von Vorteil, den Schaltvorgang zu einem Zeitpunkt durchzuführen, bei dem die am Wechselspannungsanschluss anschließende Wechselspannung ihren Nulldurchgang erfährt. Beispielsweise beim Schalten eines Schützes mittels des elektrischen Schaltgerätes kann das Schalten im Nulldurchgang zur Folge haben, dass der Schütz aufgrund des sich einstellenden Schaltverzuges den Schaltvorgang zu einem Zeitpunkt durchführt, bei dem die Amplitude der Wechselspannung bereits wieder ihr Maximum durchläuft. Es ist deshalb erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Neutralleiter des Wechselspannungssystems nur bei Bedarf mit dem Neutralleiteranschluss des Schaltgerätes zu verbinden ist. Erfolgt keine derartige Verbindung, so steuert die Steuerelektronik das Schaltrelais unabhängig vom Nulldurchgang der Wechselspannung. Das Schaltgerät ist somit derart ausgebildet, dass nur beim Fließen eines Messstromes vom Wechselspannungsanschluss zum Neutralleiteranschluss die Steuerung des Schaltrelais in Abhängigkeit vom Nulldurchgang der am Wechselspannungsanschluss anliegenden Wechselspannung erfolgt, wohingegen bei Fehlen eines Messstromes die Steuerung des Schaltrelais unabhängig vom Nulldurchgang der Wechselspannung durchgeführt wird.
  • Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst das Schaltgerät ein Nulldurchgangserkennungsglied sowie eine Messleitung, die den Wechselspannungsanschluss mit dem Neutralleiteranschluss verbindet, wobei die Messleitung optisch, induktiv oder kapazitiv mit dem Nulldurchgangserkennungsglied gekoppelt ist. Aufgrund der optischen, induktiven oder kapazitiven Kopplung kann das Nulldurchgangserkennungsglied den Nulldurchgang der am Wechselspannungsanschluss anliegenden Wechselspannung erkennen. Das Nulldurchgangserkennungsglied ermöglicht es somit der Steuerelektronik auf einfache Weise, das Schaltrelais in Abhängigkeit vom Nulldurchgang der Wechselspannung zu steuern, sofern über die Messleitung ein Messstrom fließt. Fehlt ein derartiger Messstrom, weil der Neutralleiteranschluss nicht mit dem Neutralleiter des Wechselspannungssystems verbunden ist, so erhält das Nulldurchgangserkennungsglied kein Eingangssignal und die Steuerelektronik steuert das Schaltrelais ohne Berücksichtigung des Nulldurchgangs der Wechselspannung.
  • Vorzugsweise umfasst die Steuerelektronik einen Mikrocontroller mit integriertem Nulldurchgangserkennungsglied. Dies hat den Vorteil, dass der schaltungstechnische Aufwand des elektrischen Schaltgerätes vermindert werden kann und damit auch dessen Herstellungskosten. Das Nulldurchgangserkennungsglied ist bei einer derartigen Ausführungsform in die Steuerelektronik integriert.
  • Die Kopplung der Messleitung mit dem Nulldurchgangserkennungsglied erfolgt bei einer vorteilhaften Ausführungsform über einen Optokoppler. Derartige Optokoppler sind dem Fachmann an sich bekannt. Sie ermöglichen es, eine Potentialtrennung zwischen der Messleitung und dem Nulldurchgangserkennungsglied aufrechtzuerhalten und dennoch ein Signal von der Messleitung zum Eingang der Nulldurchgangserkennungsglied zu übertragen.
  • Von besonderem Vorteil ist es, wenn das Schaltrelais und der Optokoppler eine Isolationsspannung von mindestens 3500 V, vorzugsweise eine Isolationsspannung von zumindest 4 kV aufweisen. Dies ermöglicht einen potentialfreien Schaltvorgang, der bei Bedarf in Abhängigkeit vom Nulldurchgang der am Wechselspannungsanschluss anliegenden Wechselspannung erfolgen kann.
  • Günstigerweise weisen das Schaltrelais und der Optokoppler eine Kriechstrecke von mindestens 5 mm auf, insbesondere eine Kriechstrecke von 6 mm. Damit ist die zum potentialfreien Schalten erforderliche Isolationsfestigkeit des elektrischen Schaltgerätes zuverlässig gewährleistet.
  • In die Messleitung, die den Wechselspannungsanschluss mit dem Neutralleiteranschluss verbindet, ist bevorzugt ein Strombegrenzungselement, beispielsweise ein Ohmscher Widerstand geschaltet.
  • Von Vorteil ist es, wenn in die Messleitung eine Schutzdiode geschaltet ist.
  • Wie eingangs erwähnt, ist es günstig, wenn das elektrische Schaltgerät ein Gehäuse aufweist, das auf Halteschienen aufrastbar ist.
  • Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung.
  • Die einzige Figur der Zeichnung zeigt schematisch ein Blockkschaltbild eines elektrischen Schaltgerätes in Form eines Stromstoßschalters 10. Dieser weist ein Gehäuse 12 auf, das in üblicher Weise in Form eines Reiheneinbaugerätes auf Halteschienen aufrastbar ist. Die entsprechenden Rastelemente sind dem Fachmann bekannt und daher in der Zeichnung zur Erzielung einer besseren Übersicht nicht dargestellt.
  • Der Stromstoßschalter 12 weist zwei Steueranschlüsse 14, 15 auf, die mit einer Steuerelektronik in Form eines Mikrocontrollers 16 verbunden sind. An den Steueranschluss 14 ist eine Steuerleitung 18 angeschlossen, in die ein vom Benutzer betätigbarer elektromechanischer Taster 20 geschaltet ist. Über die Steuerleitung 18 ist der Stromstoßschalter 10 an eine in der Zeichnung nicht dargestellte, an sich bekannte Steuerspannungsquelle anschließbar. Der Steueranschluss 15 ist mit Massepotential verbunden.
  • Der Mikrocontroller 16 steuert die Magnetspule 22 eines Schaltrelais 24, dessen Schaltkontakte 26, 27 in eine Versorgungsleitung 29 geschaltet sind, über die ein Wechselspannungsanschluss 30 des Stromstoßschalters 10 mit einem Lastanschluss 32 verbunden ist. An den Wechselspannungsanschluss 30 kann ein spannungsführender Leiter eines Wechselspannungssystems angeschlossen werden, und an den Lastanschluss 32 kann ein elektrischer Verbraucher, beispielsweise eine elektrische Leuchte oder auch ein Schütz, angeschlossen werden.
  • Zusätzlich zum Wechselspannungsanschluss 30 und zum Lastanschluss 32 weist der Stromstoßschalter 10 einen Neutralleiteranschluss 34 auf, der über eine Messleitung 36 mit dem Wechselspannungsanschluss 30 verbunden ist. In die Messleitung 36 sind in Reihe zueinander eine Schutzdiode 38 und ein Strombegrenzungselement in Form eines Ohmschen Widerstandes 39 geschaltet.
  • Ein Optokoppler 40 ist eingangsseitig mit der Messleitung 36 verbunden. Ausgangsseitig steht der Optokoppler 40 mit einem Nulldurchgangserkennungsglied 42 in elektrischer Verbindung, das in den Mikrocontroller 16 integriert ist.
  • Durch Beaufschlagen der Magnetspule 22 des Schaltrelais 24 kann die elektrische Verbindung zwischen dem Wechselspannungsanschluss 30 und dem Lastanschluss 32 wahlweise hergestellt und unterbrochen werden. Hierbei sind die Magnetspule 32 und der Mikrocontroller 16 von dem elektrischen Potential getrennt, das am Wechselspannungsanschluss 30 anliegt. Die Potentialtrennung wird durch den Einsatz des Schaltrelais 24 gewährleistet sowie durch die optische Kopplung zwischen der Messleitung 36 und dem Nulldurchgangserkennungsglied 22 mittels des Optokopplers 40. Das Schaltrelais 24 weist ebenso wie der Optokoppler 40 eine Isolationsspannung von circa 4 kV und eine Kriechstrecke von circa 6 mm auf.
  • Wird der Taster 20 vom Benutzer kurzzeitig gedrückt, so wird der Steueranschluss 14 mit einem Steuerspannungsimpuls beaufschlagt. Dies hat zur Folge, dass der Mikrocontroller 16 der Magnetspule 22 einen Steuerstrom bereitstellt, so dass dann die Schaltkontakte 26, 27 geöffnet oder geschlossen werden können. Der Schaltvorgang kann hierbei wahlweise abhängig oder unabhängig vom Nulldurchgang der am Wechselspannungsanschluss 30 anliegenden Wechselspannung erfolgen. Soll der Schaltvorgang des Schaltrelais 24 in Abhängigkeit vom Nulldurchgang erfolgen, so ist es hierzu erforderlich, dass der Neutralleiteranschluss 34 mit dem Neutralleiter des Wechselspannungssystems verbunden wird. Es fließt dann vom Wechselspannungsanschluss 30 über die Messleitung 36 ein Messstrom, dessen Nulldurchgang aufgrund der optischen Kopplung über den Optokoppler 40 vom Nulldurchgangserkennungsglied 42 erkannt werden kann. Dies hat dann zur Folge, dass der Mikrocontroller 16 nach einer Betätigung des Tasters 20 der Magnetspule 22 die Steuerspannung zur Änderung des Schaltzustandes des Schaltrelais 24 in Abhängigkeit vom Nulldurchgang bereitstellt. Der üblicherweise etwa 2 bis 5 ms dauernde Schaltvorgang kann dann im Bereich des Nulldurchgangs der Wechselspannung erfolgen. Dadurch kann die mechanische Belastung der Schaltkontakte 26, 27 sehr gering gehalten und folglich die Lebensdauer des Stromstossschalters 10 verlängert werden.
  • Soll der Schaltvorgang unabhängig vom Nulldurchgang der Wechselspannung durchgeführt werden, so ist es hierzu lediglich erforderlich, dass der Neutralleiter des Wechselspannungssystems vom Neutralleiteranschluss 34 getrennt wird. Der Neutralleiteranschluss 34 bleibt somit offen, und mangels Messstromes wird vom Nulldurchgangserkennungsglied 42 kein Nulldurchgang erkannt und nach einer Betätigung des Tasters 20 wird die Magnetspule 22 vom Mikrocontroller 16 unabhängig vom Nulldurchgang der Wechselspannung mit einer Steuerspannung beaufschlagt.
  • Der erfindungsgemäße Stromstossschalter 10 zeichnet sich somit durch eine konstruktiv einfache Schaltungsanordnung und demzufolge durch verhältnismäßig geringe Herstellungskosten aus, wobei der Installateur wählen kann, ob Schaltvorgänge abhängig oder unabhängig vom Nulldurchgang der am Wechselspannungsanschluss 30 anliegenden Wechselspannung erfolgen sollen. Ist ein nulldurchgangsabhängiger Schaltvorgang erwünscht, so schließt der Installateur an den Neutralleiteranschluss den Neutralleiter des Wechselspannungssystems an. Ist eine derartige Abhängigkeit des Schaltvorganges unerwünscht, so bleibt der Neutralleiteranschluss offen.

Claims (8)

  1. Elektrisches Schaltgerät mit einer mit einem Steuersignal beaufschlagbaren Steuerelektronik, die mit einem Schaltrelais verbunden ist, dessen Schaltkontakte zwischen mindestens einen Wechselspannungsanschluss, an den ein spannungsführender Leiter eines Wechselspannungssystems anschließbar ist, und mindestens einen Lastanschluss, an den ein elektrischer Verbraucher anschließbar ist, geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (10) einen an den Neutralleiter eines Wechselspannungssystems anschließbaren Neutralleiteranschluss (34) aufweist und dass die Steuerelektronik (16) das Schaltrelais (24) in Abhängigkeit vom Nulldurchgang eines vom Wechselspannungsanschluss (30) zum Neutralleiteranschluss (34) fließenden Messstroms steuert, sofern der Neutralleiteranschluss (34) mit dem Neutralleiter verbunden ist.
  2. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltgerät (10) ein Nulldurchgangserkennungsglied (42) aufweist sowie eine Messleitung (36), die den Wechselspannungsanschluss (30) mit dem Neutralleiteranschluss (34) verbindet, wobei die Messleitung (36) optisch, induktiv oder kapazitiv mit dem Nulldurchgangserkennungsglied (42) gekoppelt ist.
  3. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerelektronik einen Mikrocontroller (16) mit integriertem Nulldurchgangserkennungsglied (42) umfasst.
  4. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messleitung (36) über einen Optokoppler (40) mit dem Nulldurchgangserkennungsglied (42) gekoppelt ist.
  5. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrelais (24) und der Optokoppler (40) eine Isolationsspannung von mindestens 3500 V aufweisen.
  6. Elektrisches Schaltgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltrelais (24) und der Optokoppler (40) eine Kriechstrecke von mindestens 5 mm aufweisen.
  7. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Messleitung (36) mindestens ein Strombegrenzungselement (39) geschaltet ist.
  8. Elektrisches Schaltgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in die Messleitung (36) eine Schutzdiode (38) geschaltet ist.
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EP2107585B1 EP2107585B1 (de) 2014-12-31

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CY (1) CY1116003T1 (de)
DE (1) DE102008018174B4 (de)
DK (1) DK2107585T3 (de)
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PL (1) PL2107585T3 (de)
PT (1) PT2107585E (de)

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