DE19850397A1 - Electrical residual current circuit breaker - Google Patents

Electrical residual current circuit breaker

Info

Publication number
DE19850397A1
DE19850397A1 DE1998150397 DE19850397A DE19850397A1 DE 19850397 A1 DE19850397 A1 DE 19850397A1 DE 1998150397 DE1998150397 DE 1998150397 DE 19850397 A DE19850397 A DE 19850397A DE 19850397 A1 DE19850397 A1 DE 19850397A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
switching device
microrelay
protection switching
electrical residual
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE1998150397
Other languages
German (de)
Inventor
Ralf Struempler
Felix Greuter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ABB Research Ltd Switzerland
Original Assignee
ABB Research Ltd Switzerland
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ABB Research Ltd Switzerland filed Critical ABB Research Ltd Switzerland
Priority to DE1998150397 priority Critical patent/DE19850397A1/en
Priority to PCT/CH1999/000492 priority patent/WO2000026934A1/en
Publication of DE19850397A1 publication Critical patent/DE19850397A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/30Means for extinguishing or preventing arc between current-carrying parts
    • H01H9/40Multiple main contacts for the purpose of dividing the current through, or potential drop along, the arc
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H1/00Contacts
    • H01H1/0036Switches making use of microelectromechanical systems [MEMS]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H3/00Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
    • H02H3/26Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
    • H02H3/32Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents involving comparison of the voltage or current values at corresponding points in different conductors of a single system, e.g. of currents in go and return conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H2071/008Protective switches or relays using micromechanics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/02Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by earth fault currents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H83/00Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current
    • H01H83/14Protective switches, e.g. circuit-breaking switches, or protective relays operated by abnormal electrical conditions otherwise than solely by excess current operated by unbalance of two or more currents or voltages, e.g. for differential protection

Abstract

The invention relates to a novel residual-current protective switching device. The switch or switches (1, 1') have at least one respective microrelay (3) for the interruption of current or currents in monitored current paths (8, 8').

Description

Diese Erfindung betrifft eine elektrische Schalteinrichtung zum Fehlerstromschutz.This invention relates to an electrical switching device for residual current protection.

Konventionelle zweipolige Fehlerstromschutzschalter ("FI-Schalter") bestehen im wesentlichen aus einer Induktionsspule zur Erfassung einer Stromasymmetrie zwischen z. B. einem Phasenleiter und einem Nulleiter einer Haushaltsstromver­ sorgung. Dabei werden die Ströme in den Leitern unter Berücksichtigung ihrer Richtung addiert. Wenn die Summe deutlich von Null verschieden ist, d. h. über einem bestimmten Schwellenwert liegt, wird ein konventioneller elektromagneti­ scher Relaisschalter ausgelöst. In diesem Fall muß nämlich davon ausgegangen werden, daß der über dem Schwellenwert liegende Fehlerstrom durch einen un­ zulässigen Kurzschluß, Erdkontakt oder Kriechstrom bedingt ist.Conventional two-pole residual current circuit breakers ("FI switches") exist in the essentially from an induction coil for detecting a current asymmetry between z. B. a phase conductor and a neutral conductor of a household power supply care. The currents in the conductors are taken into account Direction added. If the sum is clearly different from zero, i. H. about a certain threshold is a conventional electromagnetic Relay switch triggered. In this case it must be assumed be that the fault current above the threshold is caused by an un permissible short circuit, earth contact or leakage current.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine neue verbesserte Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung anzugeben.The invention is based on the technical problem, a new improved Residual current switchgear to be specified.

Erfindungsgemäß wird dieses Problem einerseits gelöst durch eine elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung mit einem ersten Mikrorelaisschalter in ei­ nem ersten Strompfad und einer Auswerteeinrichtung zum Empfangen und Aus­ werten von Signalen eines den Strom durch den ersten Strompfad erfassenden ersten Stromsensors und eines einen Strom durch einen zweiten Strompfad er­ fassenden zweiten Stromsensors durch Vergleich untereinander und Öffnen des ersten Mikrorelaisschalters ansprechend auf ein Resultat der Auswertung, und andererseits durch eine elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung mit ei­ nem ersten Mikrorelaisschalter in einem ersten Stromkreis und einem einen Ge­ samtstrom durch den ersten Strompfad und zumindest einen zweiten benachbar­ ten Strompfad erfassenden ersten Gesamtstromsensor und einer Auswerteein­ richtung zum Empfangen und Auswerten eines Signals des ersten Gesamtstrom­ sensors und Öffnen des ersten Mikrorelaisschalters ansprechend auf ein Resultat der Auswertung.According to the invention, this problem is solved on the one hand by an electrical one Residual current protection switching device with a first micro relay switch in egg nem first current path and an evaluation device for receiving and off evaluating signals from a sensor that detects the current through the first current path first current sensor and a current through a second current path second current sensor by comparison with each other and opening the first micro relay switch in response to a result of the evaluation, and on the other hand by an electrical residual current protection switching device with egg a first micro relay switch in a first circuit and a Ge total current through the first current path and at least a second adjacent the first total current sensor and an evaluation direction for receiving and evaluating a signal of the first total current  sensors and opening the first micro relay switch in response to a result the evaluation.

Ausgestaltungen der Erfindung sind den verschiedenen abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.Embodiments of the invention are the various dependent claims refer to.

Die Erfindung geht von der Grundidee aus, daß der Einsatz von Mikrorelaisschal­ tern in einer Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung verschiedene wesentliche Vor­ teile mit sich bringt. Ein Mikrorelais als solches ist Stand der Technik. Dabei han­ delt es sich um einen elektrisch betätigten Miniaturschalter, der jedoch im Gegen­ satz zu einem Transistor ein mechanischen Schalter mit zumindest einem beweg­ lichen Kontaktstück ist. Dabei wird die mechanische Bewegung dieses Kontakt­ stücks durch ein elektrisches Signal hervorgerufen. Für die Umsetzung kommen verschiedene Mechanismen in Frage. Bevorzugt sind hier insbesondere elek­ trostatisch betätigte Mikrorelaiszellen. Es können jedoch auch elektromagnetische Vorrichtungen verwendet werden, bei denen im allgemeinen planare Spiralspulen mit ferromagnetischen beweglichen Kontaktstücken verwendet werden. Auch pie­ zoelektrische Mikrorelais sind möglich, benötigen jedoch hohe Ansteuerspannun­ gen.The invention is based on the basic idea that the use of microrelay scarf tern in a residual current circuit breaker various essential Vor brings with it. A micro relay as such is state of the art. Here han it is an electrically operated miniature switch, but in the opposite Set a transistor with a mechanical switch with at least one moving union contact. The mechanical movement of this contact caused by an electrical signal. Come for implementation different mechanisms in question. Electrics are particularly preferred here trostatically operated microrelay cells. However, it can also be electromagnetic Devices are used which generally have planar spiral coils can be used with ferromagnetic movable contact pieces. Pie too zoelectric micro relays are possible, but require high control voltages gene.

Als konkretes Beispiel für eine mögliche Technologie für eine elektrostatisch betä­ tigte Mikrorelaiszelle wird verwiesen auf ein von Siemens publiziertes Si-Mikrorelais (H. F. Schlaak, F. Arndt, J. Schimkat, M. Hanke, Proc. Micro System Technology 96, 1996, Seiten 463-468). Es wird weiterhin verwiesen auf R. Allen: "Simplified Process is Used to Make Micromachined FET-like Four-Terminal Microswitches and Microrelays" in Electronic Design, 8 July, 1996, Seite 31 sowie auf "Micromechanic Membrane Switches on Silicon" von K. E. Petersen, IBM J. RES. DEVELOP., Band 23, Nr. 4, Juli 1979, Seiten 376-385. Der Offenbarungs­ gehalt dieser und der im Folgenden zitierten Quellen ist in dieser Anmeldung mitinbegriffen.As a concrete example of a possible technology for electrostatic actuation Microrelay cell is referenced to one published by Siemens Si microrelays (H.F. Schlaak, F. Arndt, J. Schimkat, M. Hanke, Proc. Micro System Technology 96, 1996, pages 463-468). Please also refer to R. Allen: "Simplified Process is Used to Make Micromachined FET-like Four-Terminal Microswitches and Microrelays "in Electronic Design, 8 July, 1996, page 31 as well on "Micromechanic Membrane Switches on Silicon" by K.E. Petersen, IBM J. RES. DEVELOP., Vol. 23, No. 4, July 1979, pages 376-385. The revelation content of this and the sources cited below is in this application included.

Bei dieser Erfindung bezeichnet der Begriff Mikrorelaisschalter nun sowohl aus einem einzelnen Mikrorelais bestehende Schalteinrichtungen als auch Schaltein­ richtungen, die zwei oder mehrere Mikrorelais enthalten. Hierauf wird im Folgen­ den noch einmal Bezug genommen.In this invention, the term microrelay switch now denotes both a single micro relay existing switching devices as well as switching devices  directions that contain two or more microrelays. This will be followed in the following referred to again.

Zurückkommend auf die erwähnten Vorteile der Mikrorelaisschalter, sind zunächst erheblich schnellere Schaltzeiten im Bereich von beispielsweise 100-200 µs mög­ lich anstelle von Reaktionszeiten der konventionellen Fehlerstromschutz-Schalter von über 25 ms. Insbesondere in Anbetracht der Sicherheitsfunktion von Fehler­ stromschutz-Schalteinrichtungen ist dieser Aspekt von großer Bedeutung.Going back to the advantages of micro relay switches mentioned are first significantly faster switching times in the range of, for example, 100-200 µs possible instead of the reaction times of conventional residual current circuit breakers of over 25 ms. Especially considering the safety function of errors Current protection switching devices, this aspect is of great importance.

Weiterhin lassen sich die Mikrorelaisschalter im Vergleich zu konventionellen elektromagnetisch betätigten Relais mit außerordentlich geringen Bauteilgewich­ ten und -volumina realisieren. Insoweit bieten sie sich für den Einbau in techni­ sche Umgebungen an, in denen ein konventioneller Fehlerstromschutz-Schalter entweder zu einer deutlichen Erhöhung des Gewichts oder des Volumens führen würde oder grundsätzlich nicht verwendbar wäre. Ein Beispiel sind kleinere elek­ tronische Geräte, Steckverbindungen z. B. an Kabeln, Standardgehäuse für Steckverbindungsbuchsen z. B. zur Wandmontage usw.Furthermore, the microrelay switches can be compared to conventional ones Electromagnetically operated relays with extremely low component weight realizing volumes and volumes. In this respect, they are suitable for installation in techni environments where a conventional residual current circuit breaker either lead to a significant increase in weight or volume would or could not be used in principle. An example are smaller elec tronic devices, connectors z. B. on cables, standard housing for Connector sockets z. B. for wall mounting etc.

In diesem Zusammenhang ist schließlich zu erwähnen, daß Mikrorelaisschalter infolge der dabei verwendbaren Massenherstellungstechnologien aus dem Be­ reich der Halbleitertechnik eine Großserienherstellung bei sehr geringen Stückko­ sten zulassen.In this connection it should finally be mentioned that micro relay switches due to the usable mass production technologies from the Be a large series production with very low unit cost Allow.

Die erste der beiden obigen Definitionen der Erfindung verwendet nun zumindest einen Mikrorelaisschalter, der ansprechend auf die Signale zumindest zweier Stromsensoren betätigt wird. Dabei erfaßt jeder Stromsensor den Strom durch einen jeweiligen Strompfad, etwa ein Kabel oder eine Leiterbahn. Die Auswerte­ einrichtung vergleicht die Signale untereinander und kann insoweit durch einen Fehlabgleich zwischen den einzelnen Signalen das Auftreten eines Fehlerstromes erfassen. Dementsprechend wird das Resultat dieser Auswertung ausschlagge­ bend für die Ansteuerung des Mikrorelaisschalters. The first of the above two definitions of the invention now uses at least a microrelay switch which is responsive to the signals of at least two Current sensors is operated. Each current sensor detects the current through a respective current path, such as a cable or a conductor track. The evaluations device compares the signals with each other and can be checked by one Mismatch between the individual signals the occurrence of a fault current to capture. Accordingly, the result of this evaluation is crucial bend for controlling the micro relay switch.  

In der zweiten Definition der Erfindung wurde ein Gesamtstromsensor erwähnt, der den Strom durch einen ersten Strompfad zusammen mit dem Strom durch den zweiten Strompfad erfaßt. Dabei ist an einen Stromsensor gedacht, der aufgrund der räumlichen Verhältnisse die für die Fehlerstromerfassung geeignete Summe aus beiden Strömen unter Berücksichtigung ihrer Richtungen erfaßt. Beispielswei­ se können zwei Leiterbahnen als Strompfade die zu vergleichenden Ströme in einander entgegengesetzten Richtungen führen, wobei der Gesamtstromsensor den Gesamtstrom erfaßt, im Falle von Betragsgleichheit also einen Nullstrom. Dementsprechend muß das Signal des Gesamtstromsensors durch die Auswerte­ einrichtung nur noch mit einem entsprechend kleinen Schwellenwert verglichen werden, um den Mikrorelaisschalter anzusteuern.A total current sensor was mentioned in the second definition of the invention, which the current through a first current path together with the current through the second current path detected. It is thought of a current sensor due to of the spatial conditions, the sum suitable for residual current detection from both streams taking into account their directions. For example You can use two conductor tracks as current paths to compare the currents in lead opposite directions, the total current sensor the total current is recorded, in the case of an equal amount, a zero current. Accordingly, the signal of the total current sensor has to go through the evaluations device only compared with a correspondingly small threshold to control the micro relay switch.

Es ist natürlich auch möglich, daß der Gesamtstromsensor die Ströme durch die beiden (oder auch mehrere) Strompfade nicht mit der gleichen Empfindlichkeit erfaßt, sondern beispielsweise aufgrund bestimmter räumlicher Verhältnisse bei Betragsidentität der Ströme kein Nullsignal liefert. Dann kann die Auswerteein­ richtung natürlich auch dazu ausgelegt sein, das Signal des Gesamtstromsensors mit einem bestimmten Sollbereich in Beziehung zu setzen, der nicht auf den Wert Null zentriert ist.It is of course also possible that the total current sensor the currents through the both (or more) current paths do not have the same sensitivity recorded, but for example due to certain spatial conditions Amount identity of the currents does not provide a zero signal. Then the evaluation can be direction can of course also be designed to signal the total current sensor to relate to a certain target range that is not related to the value Is centered zero.

Natürlich können die beiden Varianten der Erfindung auch in verschiedener Weise kombiniert sein.Of course, the two variants of the invention can also be used in different ways be combined.

Eine Ausgestaltung der Erfindung betrifft eine Fehlerstromschutz-Schalt­ einrichtung für Dreiphasenleitungen mit Nulleiter, bei denen also ein Fehler­ strom bezüglich des Abgleichs in vier Strompfaden zu ermitteln ist. Dazu können erfindungsgemäß vier Stromsensoren jeweils für einen Strompfad vorgesehen sein, deren Signale von der Auswerteeinrichtung ausgewertet werden.One embodiment of the invention relates to a residual current circuit breaker device for three-phase lines with neutral, in which a fault current is to be determined with reference to the adjustment in four current paths. You can do this According to the invention, four current sensors are provided for each current path be, whose signals are evaluated by the evaluation device.

Auch zusätzlich zu einem die Ströme durch zwei Strompfade messenden Ge­ samtstromsensor können ein dritter und ein vierter Stromsensor oder ein zweiter Gesamtstromsensor für den dritten und vierten Strompfad vorgesehen sein. Also in addition to a Ge measuring the currents through two current paths The total current sensor can be a third and a fourth current sensor or a second Total current sensor can be provided for the third and fourth current path.  

Die Auswerteeinrichtung ist eine vorzugsweise mikroelektronisch realisierte Schaltung, die dem Fachmann im Hinblick auf die Aufgabenstellung ohne weiteres klar ist.The evaluation device is preferably implemented in a microelectronic manner Circuit that the expert with regard to the task without further ado it's clear.

Bei den Stromsensoren ist zunächst festzustellen, daß sie nicht notwendigerweise Bestandteil der erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung sein müssen. Dabei kann es sich ferner um konventionelle Stromsensoren, beispiels­ weise Induktionsspulen handeln. Im Hinblick auf die mit der Erfindung möglichen Vorteile betrifft die vorteilhafteste Wahl jedoch Hall-Sensoren, die als Halblei­ terelemente ebenfalls vergleichsweise klein, leicht und preiswert realisiert sein können. Insbesondere sind mit Hall-Sensoren auch sehr geringe Nachweisgren­ zen realisierbar, beispielsweise im Bereich von etwa 1 mA im Vergleich zu einer konventionellen Nachweisgrenze von etwa 10 mA oder darüber.With the current sensors, it should first be noted that they are not necessarily Be part of the residual current protection switching device according to the invention have to. It can also be conventional current sensors, for example act wise induction coils. In view of the possible with the invention Advantages relates to the most advantageous choice, however, Hall sensors that work as a half lead terelemente also be comparatively small, light and inexpensive can. In particular, Hall sensors also have very low detection limits zen realizable, for example in the range of about 1 mA compared to one conventional detection limit of about 10 mA or above.

Bislang wurde die Erfindung in Zusammenhang mit einem Mikrorelaisschalter in einem der Strompfade beschrieben. Es können natürlich auch zwei oder mehrere Mikrorelaisschalter möglich sein, mit denen ein Teil der oder alle von der Erfas­ sung betroffenen Strompfade geschaltet werden können. Im Fall der bereits er­ wähnten Dreiphasenleitungen mit Nulleiter ist es beispielsweise von Interesse, beim Erfassen eines Fehlerstroms alle vier Pole auszuschalten. Auch im Fall einer Leitung mit einer Phase und einem Nulleiter kann es von Vorteil sein, beide Lei­ tungen unterbrechen zu können. Z. B. befreit dies von der Notwendigkeit, bei der Installation darauf zu achten, Phase und Nulleiter an keiner Stelle miteinander zu vertauschen. Vor allem im Bereich von Steckverbindungen ist dies von Vorteil, weil diese häufig symmetrisch aufgebaut und insoweit auch unter Vertauschung von Nulleiter und Phase eingesteckt werden können. Insbesondere bestehen auch Sicherheitsvorschriften für FI-Schalter, die das Abschalten aller Pole verlan­ gen.So far, the invention in connection with a micro relay switch in described one of the current paths. Of course, two or more can also be used Microrelay switches can be used to allow some or all of the detection affected current paths can be switched. In the case of he already mentioned three-phase lines with neutral conductor, it is of interest, for example, switch off all four poles when detecting a fault current. Even in the case of one Line with one phase and one neutral can be beneficial, both lei interruptions. For example, this frees you from the need for Installation to ensure that the phase and neutral conductor do not come together at any point swap. This is particularly advantageous in the area of plug connections, because they are often symmetrical and, in this respect, they are mixed up of neutral conductor and phase can be inserted. In particular, exist also safety regulations for RCDs, which require all poles to be switched off gene.

Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß hier der Begriff Mikrorelaisschalter in einem allgemeinen Sinn gebraucht wird, der sowohl ein einzelnes Mikrorelais als auch eine Schalteinrichtung aus zwei oder mehreren Mikrorelais umfaßt. Damit wird Rücksicht genommen auf die Tatsache, daß Mikrorelais technologiebedingt hinsichtlich ihrer Stromtragfähigkeit und Spannungsfestigkeit gewissen Grenzen unterworfen sind. Wenn dabei die Stromtragfähigkeit oder die Spannungsfestigkeit des einzelnen ins Auge gefaßten Mikrorelais für die beabsichtigte Anwendung nicht ausreicht, so ist erfindungsgemäß vorgesehen, spannungsteilende Serien­ schaltung aus zwei oder mehreren Mikrorelaiszellen und/oder stromteilende Par­ allelschaltungen zu verwenden. Es können auch Schaltfelder im Sinne von span­ nungsteilenden Serienschaltungen von in jeder Stufe der Serienschaltung strom­ teilend wirkende Parallelschaltungen verwendet werden. Zu diesem Aspekt wird verwiesen auf die am 9.10.1998 hinterlegte Voranmeldung "Neue elektrische Schalteinrichtung" derselben Anmelderin mit dem Aktenzeichen 198 46 639.0, de­ ren Offenbarungsgehalt hier in begriffen ist.It has already been pointed out that the term microrelay switch in a general sense is used that includes both a single microrelay and  also includes a switching device consisting of two or more microrelays. In order to the fact that microrelays are technology-related is taken into account certain limits with regard to their current carrying capacity and dielectric strength are subject. If the current carrying capacity or the dielectric strength of the individual micro relay envisaged for the intended application not sufficient, it is provided according to the invention, voltage-dividing series Circuit consisting of two or more microrelay cells and / or current-dividing par to use allel circuits. Panels in the sense of span power-sharing series circuits of current in each stage of the series circuit dividing parallel circuits are used. That aspect becomes referred to the pre-registration filed on 10/10/1998 "New electrical Switching device "from the same applicant with the file number 198 46 639.0, de revelation content is in process here.

Es sind jedoch zum Anmeldezeitpunkt dieser Erfindung technologische Tenden­ zen zur Ausführung einzelner Mikrorelais mit recht hohen Spannungs- und Strom­ verträglichkeiten bekannt. Weitere Verbesserungen in der Zukunft sind demzufol­ ge absehbar. Beispielsweise beschäftigt sich ein Forschungsprojekt des Herstel­ lers Bosch zusammen mit der Universität Bremen mit der Entwicklung von Mikro­ relais mit 24 V maximaler Schaltspannung und 25 A maximalem Schaltstrom. Aus den genannten Zahlenwerten ist zu erkennen, daß insbesondere mit einer ausrei­ chenden Stromtragfähigkeit der Mikrorelais für viele Anwendungen beispielsweise bei Haushaltsstromnetzen zu rechnen ist. Dann genügt eine entsprechende Seri­ enschaltung für die Anpassung an die jeweilige Spannungsvorgabe.However, there are technological trends at the time of filing this invention zen for the execution of individual micro relays with quite high voltage and current tolerances known. This means that there will be further improvements in the future foreseeable. For example, a research project of the manufacturer is concerned Bosch with the University of Bremen with the development of micro relay with 24 V maximum switching voltage and 25 A maximum switching current. Out the numerical values mentioned can be seen that especially with one The current carrying capacity of the microrelay for many applications, for example is to be expected with household electricity networks. Then an appropriate Seri is sufficient Circuit for adaptation to the respective voltage specification.

Es ist insbesondere von Vorteil, unterschiedliche Mikrorelaisschalter bei einer festliegenden Standardtechnologie und einer dementsprechend unveränderten Standardmikrorelaiszelle in unterschiedlichen Größen der Parallelschaltung, Seri­ enschaltung oder des Schaltfeldes herzustellen. Dazu muß lediglich die Geome­ trie des Layouts verändert werden, beispielsweise durch Austausch des Masken­ satzes. Im übrigen wird das Herstellungsverfahren praktisch nicht verändert. Hier­ durch ergeben sich bei weitgehender Erhaltung der Kostenvorteile einer Großse­ rienproduktion Möglichkeiten zur Abdeckung eines großen Bereichs verschieden­ ster elektrischer Spezifikationen. Dies gilt im übrigen sowohl für den Fall einzelner Mikrorelaisschalter als auch in integrierter Kombination mit anderen elektroni­ schen Einrichtungen.It is particularly advantageous to have different micro relay switches in one established standard technology and accordingly unchanged Standard micro relay cell in different sizes of parallel connection, Seri circuit or the control panel. All that is required is the geome the layout can be changed, for example by exchanging the masks sentence. Otherwise, the manufacturing process is practically unchanged. Here This results in the cost advantages of a large size being largely retained  Series production Different ways of covering a large area most electrical specifications. This also applies to the case of individuals Micro relay switch as well as in an integrated combination with other electronics facilities.

Der bereits erwähnte Vorteil der sehr schnellen Ansprechgeschwindigkeit der ein­ zelnen Mikrorelaiszellen geht bei einer Verschaltung mehrerer Mikrorelaiszellen vorteilhafterweise ohne Skalierung unmittelbar in den gesamten Mikrorelaisschal­ ter ein. Somit lassen sich auch bei großen Spezifikationswerten außerordentlich schnell ansprechende Fehlerstromschutz-Schalteinrichtungen realisieren. Ver­ gleichbare konventionelle Fehlerstromschutz-Schalter sind durch die Trägheit der bewegten Massen demgegenüber erheblich beschränkt.The already mentioned advantage of the very fast response speed of the one individual microrelay cells works when several microrelay cells are connected advantageously without scaling directly in the entire microrelay scarf ter a. This means that even with large specification values, Realize quickly responding residual current circuit breakers. Ver comparable conventional residual current circuit breakers are due to the inertia of the moving masses, on the other hand, are considerably restricted.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer Doppelfunktion der Auswerteeinrichtung, die der erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz-Schaltein­ richtung zu einer Zweitfunktion als Überstromschutz-Schalteinrichtung verhilft. Dabei ist die Erfindung ein Äquivalent zu einem konventionellen elektromagneti­ schen Schütz. Dazu vergleicht die Auswerteeinrichtung die Signale der Stromsen­ soren mit einem einen Überstrom definierenden Schwellenwert und öffnet den oder die betroffenen Mikrorelaisschalter ansprechend auf das Resultat dieses Vergleichs. Auch hierzu wird der Offenbarungsgehalt der bereits zitierten Voran­ meldung "Neue elektrische Schalteinrichtung" im Bezug genommen.A further embodiment of the invention consists of a double function of Evaluation device that the residual current protection switch according to the invention direction to a second function as an overcurrent protection switching device. The invention is an equivalent to a conventional electromagnetic contactor. For this purpose, the evaluation device compares the signals of the currents sensors with a threshold value defining an overcurrent and opens the or the affected micro relay switch in response to the result of this Comparative. Again, the disclosure content of the previously cited message "New electrical switching device" referenced.

Die Erfindung kann in verschiedenen Integrationsvarianten realisiert sein. Zum einen können der oder die Mikrorelaisschalter, die Auswerteeinrichtung und gege­ benenfalls auch die Hall-Sensoren jeweils als Halbleiterchips ausgeführt sein, die gemeinsam auf einer Platine montiert sind. Hier zeigt die Erfindung bereits we­ sentliche Vorteile, weil durch die der Halbleitertechnologie verwandte Bauform der Mikrorelaisschalter für die beteiligten Komponenten dieselbe Montagetechnologie oder zumindest sehr ähnliche Montagetechnologien bei kleiner Baugröße und ge­ ringem Gewicht verwendet werden können. In diesem Zusammenhang ist insbe­ sondere darauf hinzuweisen, daß Hall-Sensoren ebenfalls auf einem Chip, etwa auf einem Siliziumchip, oder auch einem anderen Substratmaterial ausgeführt sein können. Als Beispiel für eine sehr der Mikroelektronik verwandte Bauform wird verwiesen auf "Cylindrical Hall Device" von H. Blanchard, L. Chiesi, R. Racz und R. S. Popovic, Proceedings IEDM 96, Seiten 541-544, IEEE 1996.The invention can be implemented in various integration variants. To the one or the micro-relay switch, the evaluation device and opp possibly also the Hall sensors are each designed as semiconductor chips that are mounted together on a circuit board. Here the invention already shows we considerable advantages because of the design of the semiconductor technology Micro relay switch for the components involved using the same assembly technology or at least very similar assembly technologies with small size and ge light weight can be used. In this context, Special to point out that Hall sensors also on a chip, for example  executed on a silicon chip, or another substrate material could be. As an example of a design very related to microelectronics reference is made to "Cylindrical Hall Device" by H. Blanchard, L. Chiesi, R. Racz and R. S. Popovic, Proceedings IEDM 96, pages 541-544, IEEE 1996.

Die Erfindung eignet sich jedoch auch sehr gut dazu, verschiedene Bauteile auf einem Chip miteinander zu kombinieren. Beispielsweise können die Auswerteein­ richtung und die Mikrorelaisschalter integriert ausgeführt sein. Bei einer geeigne­ ten Technologie der Hall-Sensoren können auch diese mitintegriert sein. Anderer­ seits kann es sinnvoll sein, nur die Auswerteeinrichtung und die Hall-Sensoren zu integrieren, während die Mikrorelaisschalter als separater Chip oder separate Chips ausgeführt sind. Dies erlaubt die Kombination eines Standardbauteils für die Auswerteeinrichtung und die Hall-Sensoren mit verschiedenen Abstufungen für unterschiedliche elektrische Auslegungen der Mikrorelaisschalter hinsichtlich ihrer Strom- und Spannungsbelastung. Auch die Integration weiterer elektroni­ scher Bauteile, z. B. von Temperatursensoren für eine temperaturgesteuerte Auslesung der Mikrorelaisschalter, von Zeitgeberschaltungen usw. ist möglich.However, the invention is also very well suited to different components to combine a chip with each other. For example, the evaluations can be direction and the micro-relay switch can be integrated. With a suitable Hall sensor technology can also be integrated. Other On the one hand, it may be useful to only close the evaluation device and the Hall sensors integrate while the micro relay switch as a separate chip or separate Chips are running. This allows the combination of a standard component for the evaluation device and the Hall sensors with different levels for different electrical designs of the micro relay switch with regard to their current and voltage load. The integration of additional electronics shear components, e.g. B. of temperature sensors for a temperature-controlled Reading of the micro relay switch, timer circuits etc. is possible.

Integriert werden könne ferner auch Vorrichtungen zur Anzeige des Ansprechens der Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung auf einen Fehlerstrom (oder auch auf einen Überstrom oder eine erhöhte Temperatur) in optischer oder akustischer Weise.Devices for displaying the response can also be integrated the residual current protection switching device to a residual current (or also to an overcurrent or an elevated temperature) in optical or acoustic Wise.

Im Folgenden wird anhand der Figuren ein konkretes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Dabei offenbarte Merkmale können auch einzeln oder in anderen als den dargestellten Kombinationen erfindungswesentlich sein.In the following, a specific embodiment of the Invention described. Features disclosed can also be used individually or in combinations other than those shown are essential to the invention.

Fig. 1 zeigt ein schematisiertes Schaltungsdiagramm eines Mikrorelaisschalters einer erfindungsgemäßen Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung, und Fig. 1 is a schematic circuit diagram showing a micro-relay switch of an inventive fault current protective switch means, and

Fig. 2 zeigt die vollständige Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung mit zwei Mikro­ relaisschaltern gemäß Fig. 1. FIG. 2 shows the complete residual current protection switching device with two micro relay switches according to FIG. 1.

Fig. 1 zeigt einen aus 17 seriell geschalteten Stufen 2 mit jeweils 45 parallel ge­ schalteten Mikrorelaiszellen 3 bestehenden Mikrorelaisschalter 1. Jede Mikrore­ laiszelle 3 entspricht technologisch dem bereits erwähnten Siemens-Silizium­ mikrorelais und ist mit jeweils einer Mikrorelaiszelle 3 der vorhergehenden und einer der nachfolgenden Stufe 2 elektrisch verbunden. Bei der letzten und bei der ersten der Stufen 2 sind die Anschlüsse zu jeweils der äußeren Seite zusammen­ geführt und an einen gemeinsamen Anschluß des Mikrorelaisschalters 1 gelegt. Fig. 1 shows a consisting of 17 series-connected stages 2 , each with 45 parallel ge microrelay cells 3 existing microrelay switches 1 . Technically, each microrelay cell 3 corresponds to the Siemens silicon microrelay already mentioned and is electrically connected to a microrelay cell 3 of the preceding and one of the subsequent stages 2 . In the last and in the first of the stages 2 , the connections to the outer side are brought together and connected to a common connection of the microrelay switch 1 .

Man erkennt weiterhin in einer stark schematisierten Darstellung ein bewegliches Kontaktstück 4, das hier einer elektrostatisch verbiegbaren bzw. auslenkbaren Federzunge entspricht. Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Schalteinrichtung ist, daß all diese bewegbaren Kontaktstücke 4 synchron arbeiten, d. h. von einem einzigen gemeinsamen Signal geöffnet und geschlossen werden, insoweit wie Teile eines gemeinsam aufgebauten einheitlichen Schalters wirken.One can also see in a highly schematic representation a movable contact piece 4 , which here corresponds to an electrostatically bendable or deflectable spring tongue. It is essential in the switching device according to the invention that all these movable contact pieces 4 work synchronously, ie are opened and closed by a single common signal, insofar as parts of a jointly constructed uniform switch act.

Jede einzelne Mikrorelaiszelle 3 kann eine Spannung von etwa 24 V unterbre­ chen, so daß sich für den Mikrorelaisschalter 1 eine abschaltbare Spannung von 400 V ergibt. Dies ist ein für viele Anwendungen günstiger Wert, bevorzugt sind insbesondere Werte über 200 bzw. 300 V.Each individual microrelay cell 3 can interrupt a voltage of approximately 24 V, so that a turn-off voltage of 400 V results for the microrelay switch 1 . This is a value that is favorable for many applications; values above 200 or 300 V are particularly preferred.

Der schaltbare Laststrom für jede Mikrorelaiszelle 3 beträgt etwa 200 mA und er­ gibt damit einen Gesamtstrom von 9 A für den Mikrorelaisschalter 1.The switchable load current for each microrelay cell 3 is approximately 200 mA and thus gives a total current of 9 A for the microrelay switch 1 .

Dieser Mikrorelaisschalter 1 benötigt eine Gesamtaktivierungsleistung von nur 5 mW und zeigt im leitenden Zustand eine Verlustleistung in der Größenordnung von 0,6-6 W. Der letztgenannte Wert läßt sich jedoch durch eine weitere Verbes­ serung der Kontakte und eventuell eine Erhöhung der Schließkraft der Mikrore­ laiszellen weiter senken. Insbesondere in Anbetracht der außerordentlich niedri­ gen Aktivierungsleistung besteht bei der Schließkraft erkennbar Spielraum. This microrelay switch 1 requires a total activation power of only 5 mW and shows in the conductive state a power loss in the order of 0.6-6 W. The latter value can, however, be improved by further improving the contacts and possibly increasing the closing force of the microrex cells lower further. Particularly in view of the extraordinarily low activation performance, there is evidently scope for the closing force.

Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung von einzelnen Mikrorelaiszellen 3 bildet ins­ gesamt einen Mikrorelaisschalter 1 im Sinne der Erfindung. Hierbei ist wesentlich, daß der Mikrorelaisschalter 1 einheitlich geöffnet und geschlossen wird, d. h. alle beweglichen Kontaktstücke 4 der einzelnen Mikrorelaiszellen 3 gleichzeitig geöff­ net bzw. geschlossen werden. Daher verhält sich das Schaltfeld aus den Mikro­ relaiszellen 3 wie ein einheitlicher Schalter 1.The arrangement of individual microrelay cells 3 shown in FIG. 1 overall forms a microrelay switch 1 in the sense of the invention. It is essential that the microrelay switch 1 is opened and closed uniformly, ie all movable contact pieces 4 of the individual microrelay cells 3 are opened or closed simultaneously. Therefore, the control panel from the micro relay cells 3 behaves like a single switch 1 .

Fig. 2 zeigt zwei der in Fig. 1 dargestellten Mikrorelaisschalter 1 in einer erfin­ dungsgemäßen Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung. Dabei ist der erste Mikro­ relaisschalter mit der Bezugsziffer 1 und der zweite Mikrorelaisschalter, der iden­ tisch aufgebaut ist, mit der Bezugsziffer 1' bezeichnet. Der erste Mikrorelais­ schalter 1 und der zweite Mikrorelaisschalter 1' sind jeweils in einen ersten Strompfad 8 bzw. einen zweiten Strompfad 8' geschaltet, wobei die beiden Strompfade 8, 8' von zwei im oberen Bereich der Fig. 2 erkennbaren Leitungen abgezweigt sind und im unteren Bereich der Fig. 2 zu einem Verbraucher wei­ terführen. Dabei entspricht beispielsweise der erste Strompfad 8 einer Phasenlei­ tung und der zweite Strompfad 8' dem zugehörigen Nulleiter. Eine Erdleitung ist nicht eingezeichnet, weil sie für die Erfindung keine Rolle spielt. Fig. 2 shows two of the microrelay switch 1 shown in Fig. 1 in an inventive residual current protection switching device. The first micro relay switch is designated by the reference number 1 and the second micro-relay switch, which is constructed identically, by the reference number 1 '. The first micro switch 1 and the second micro switch 1 'are each in a first current path 8 and a second current path 8' is connected, the two current paths 8, 8 'of two in the upper part of FIG. 2 discernible lines are branched off and in the lower region of Fig. 2 terführen to a consumer knows. For example, the first current path 8 corresponds to a phase line and the second current path 8 'corresponds to the associated neutral conductor. An earth line is not shown because it plays no role in the invention.

Die beiden Mikrorelaisschalter 1, 1', genauer gesagt ihre jeweiligen Kontaktstücke 4, sind angesteuert über eine Ansteuerleitung 9. Diese Ansteuerleitung 9 ist für beide Mikrorelaisschalter 1, 1' identisch, weil die Mikrorelaisschalter 1, 1' gemein­ sam und zeitgleich geschaltet werden. Lediglich wegen der galvanischen Tren­ nung zwischen dem phasenführenden ersten Strompfad 8 und dem zweiten Nulleiterstrompfad 8' sind zwei getrennte Mikrorelaisschalter 1, 1' vorgesehen. Es könnte also auch durchaus ein gemeinsamer Mikrorelaisschalter verwendet wer­ den, wenn er galvanisch getrennte Anschlüsse für die Strompfade aufweist, die in Bezug aufeinander eine ausreichende Spannungsfestigkeit zeigen.The two microrelay switches 1 , 1 ', more precisely their respective contact pieces 4 , are controlled via a control line 9 . This control line 9 is identical for both microrelay switches 1 , 1 'because the microrelay switches 1 , 1 ' are switched together and at the same time. Merely because of the galvanic isolation between the phase-conducting first current path 8 and the second neutral conductor path 8 ', two separate microrelay switches 1 , 1 ' are provided. A common microrelay switch could also be used if it has galvanically isolated connections for the current paths, which show sufficient dielectric strength in relation to one another.

Die gemeinsame Ansteuerleitung 9 führt zu einer Auswerteeinrichtung 7, die im Hinblick auf ihre Funktion zwei Teile 7a und 7b aufweist. Beide Teile 7a und 7b der Auswerteeinrichtung 7 sind versorgt mit einem jeweiligen Ausgangssignal ei­ nes ersten Hall-Sensors 5 und eines zweiten Hall-Sensors 5'. Dabei erfaßt der erste Hall-Sensor 5 den Strom durch den ersten Strompfad 8 und der Hall-Sensor 5' den Strom durch den zweiten Strompfad 8'. (Jeder der Hall-Sensoren 5, 5' be­ nötigt eine Ansteuerleistung von etwa 60 bis 360 mW). Der Teil 7a der Auswerte­ einrichtung 7 ermittelt aus den Signalen der Hall-Sensoren 5, 5' die Summe aus den Strömen durch die Strompfade 8, 8' unter Berücksichtigung ihrer Richtung, also die Differenz der Beträge. Liegt diese Summe bzw. Differenz über einem re­ lativ klein bemessenen Schwellenwert von etwa 5 mA, so gibt der Teil 7a der Auswerteeinrichtung 7 ein Ansteuersignal über die Ansteuerleitung 9 aus, das die beiden Mikrorelaisschalter 1, 1' innerhalb von etwa 150 µs nach der Erfassung des Fehlerstroms, d. h. der übermäßigen Stromsumme bzw. -differenz öffnet. Damit sind beide Strompfade 8, 8' unterbrochen, und der aufgrund des Fehler­ stroms zu vermutende Defekt in dem von den Strompfaden 8, 8' versorgten Ver­ braucher kann behoben werden.The common control line 9 leads to an evaluation device 7 , which has two parts 7 a and 7 b with regard to their function. Both parts 7 a and 7 b of the evaluation device 7 are supplied with a respective output signal of a first Hall sensor 5 and a second Hall sensor 5 '. The first Hall sensor 5 detects the current through the first current path 8 and the Hall sensor 5 'detects the current through the second current path 8 '. (Each of the Hall sensors 5 , 5 'requires a drive power of approximately 60 to 360 mW). The part 7 a of the evaluation device 7 determines from the signals of the Hall sensors 5 , 5 'the sum of the currents through the current paths 8 , 8 ' taking into account their direction, that is to say the difference in the amounts. If this sum or difference to a concentration relative small-sized threshold of about 5 mA, 7 a the evaluation device 7 is the part of a drive signal via the drive 9 from which the two micro-relay switches 1, 1 'within about 150 microseconds after the Detection of the fault current, ie the excessive current sum or difference opens. This means that both current paths 8 , 8 'are interrupted, and the defect to be assumed due to the fault current in the consumer supplied by the current paths 8 , 8 ' can be remedied.

Andererseits überwacht der Teil 7b der Auswerteeinrichtung 7 die Signale der Hall-Sensoren 5, 5' jeweils für sich, d. h. vergleicht die erfaßten Stromgrößen ein­ zeln mit einem Schwellenwert, der den maximal zulässigen Strom in den Strom­ pfaden darstellt. Tritt ein Oberstrom auf, also wird der Schwellenwert überschrit­ ten, so sorgt der Teil 7b der Auswerteeinrichtung 7 in gleicher Weise für eine so­ fortige Öffnung der Mikrorelaisschalter 1 und 1'.On the other hand, the part 7 b of the evaluation device 7 monitors the signals of the Hall sensors 5 , 5 'for themselves, ie compares the detected current quantities individually with a threshold value, which represents the maximum permissible current in the current paths. If an upper stream, so the threshold value is ten überschrit, the part 7 makes b the evaluation device 7 in the same manner for a so diate opening the microrelay switch 1 and 1 '.

Damit besitzt die erfindungsgemäße Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung gleich­ zeitig die Funktion einer Überstromschutz-Schalteinrichtung. Es ist klar, daß hier­ zu die gleichen Mikrorelaisschalter 1, 1', Hall-Sensoren 5, 5' und die gleiche An­ steuerleitung 9 verwendet werden können. Darüber hinaus ist die Darstellung der Auswerteeinrichtung 7 als aus zwei Teilen 7a und 7b bestehend nur auf die Funk­ tion der Auswerteinrichtung 7 bezogen. Es können innerhalb der Auswerteein­ richtung 7 für die beiden Funktionen 7a und 7b zu großen Teilen die gleichen Schaltungseinheiten verwendet werden, also beispielsweise die gleichen Ein­ gangsstufen für die Signale der Hall-Sensoren 5, 5', die gleiche Ansteuerstufe für die Mikrorelaisschalter 1, 1' usw. Der Unterschied zwischen den beiden Teilen besteht nur in der Signalverarbeitung selbst, d. h. zwischen dem Vergleich zwi­ schen zwei Stromsignalen mit einer durch den Fehlerstromschwellenwert vorge­ gebenen Toleranz einerseits und dem Vergleich des jeweiligen einzelnen Strom­ signals mit dem Überstromschwellenwert andererseits.The residual current protection switching device according to the invention thus simultaneously has the function of an overcurrent protection switching device. It is clear that here the same micro relay switch 1 , 1 ', Hall sensors 5 , 5 ' and the same control line 9 can be used. In addition, the representation of the evaluation device 7 as consisting of two parts 7 a and 7 b is based only on the function of the evaluation device 7 . The same circuit units can be used to a large extent within the evaluation device 7 for the two functions 7 a and 7 b, for example the same input stages for the signals from the Hall sensors 5 , 5 ', the same control stage for the micro relay switch 1 , 1 'etc. The difference between the two parts only exists in the signal processing itself, ie between the comparison between two current signals with a tolerance specified by the fault current threshold on the one hand and the comparison of the respective individual current signal with the overcurrent threshold value on the other.

Die Auswerteeinrichtung 7 ist als integrierte Si-Analogschaltung ausgeführt. Die Hall-Sensoren 5, 5' sind entsprechend der bereits zitierten Veröffentlichung "Cy­ lindrical Hall Device" auf einem Si-Substrat ausgeführt. Bei der hier in Fig. 2 dar­ gestellten Variante sind darüber hinaus die Auswerteeinrichtung 7, die Hall-Sen­ soren 5, 5' und die beiden Mikrorelaisschalter 1, 1' auf demselben einheitli­ chen Si-Chip 6 integriert. Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht die erfin­ dungsgemäße Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung also einem einzigen Si-Chip 6, der mit einem geeigneten Gehäuse mit entsprechenden Anschlüssen für eine konventionelle Haushaltsstromleitung versehen ist, der die beiden Strompfade 8, 8' außerhalb des Gehäuses entsprechen. Das Gehäuse ist in Fig. 2 nur symbo­ lisch mit dem Rahmen 10 dargestellt und kann beispielsweise einem konventio­ nellen Steckverbindungsgehäuse entsprechen.The evaluation device 7 is designed as an integrated Si analog circuit. The Hall sensors 5 , 5 'are designed on a Si substrate in accordance with the previously cited publication "Cy lindrical Hall Device". In the variant shown here in FIG. 2, the evaluation device 7 , the Hall sensors 5 , 5 'and the two microrelay switches 1 , 1 ' are also integrated on the same Si chip 6 . In this embodiment, the residual current protection switching device according to the invention corresponds to a single Si chip 6 , which is provided with a suitable housing with corresponding connections for a conventional household power line, which correspond to the two current paths 8 , 8 'outside the housing. The housing is only symboically shown in Fig. 2 with the frame 10 and can for example correspond to a conventional connector housing.

Claims (16)

1. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung mit einem ersten Mikrore­ laisschalter (1) in einem ersten Strompfad (8) und einer Auswerteeinrich­ tung (7) zum Empfangen und Auswerten von Signalen eines den Strom durch den ersten Strompfad (8) erfassenden ersten Stromsensors (5) und eines einen Strom durch einen zweiten Strompfad (8') erfassenden zweiten Stromsensors (5') durch Vergleich untereinander und Öffnen des ersten Mikrorelaisschalters (1) ansprechend auf ein Resultat der Auswertung.1. Electrical residual current protection switching device with a first micro relay switch ( 1 ) in a first current path ( 8 ) and a Auswerteinrich device ( 7 ) for receiving and evaluating signals of a current through the first current path ( 8 ) detecting the first current sensor ( 5 ) and a second current sensor ( 5 ') which detects a current through a second current path ( 8 ') by comparing them with one another and opening the first microrelay switch ( 1 ) in response to a result of the evaluation. 2. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach Anspruch 1, bei der die Auswerteeinrichtung (7) zum Empfangen und Auswerten von Signalen des ersten und des zweiten Stromsensors (5, 5') sowie eines einen Strom durch einen dritten Strompfad erfassenden dritten Stromsensors und eines einen Strom durch einen vierten Strompfad erfassenden vierten Stromsen­ sors ausgelegt ist.2. Electrical residual current protection switching device according to claim 1, wherein the evaluation device ( 7 ) for receiving and evaluating signals of the first and the second current sensor ( 5 , 5 ') as well as a third current sensor detecting a current through a third current path and a current is designed by a fourth current path detecting fourth Stromsen sors. 3. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Stromsensoren (5, 5') Teil der Schalteinrichtung und durch Hall-Sensoren gebildet sind.3. Electrical residual current protection switching device according to claim 1 or 2, wherein the current sensors ( 5 , 5 ') are part of the switching device and formed by Hall sensors. 4. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung mit einem ersten Mikrore­ laisschalter (1) in einem ersten Strompfad (8) und einem einen Ge­ samtstrom durch den ersten Strompfad und zumindest einen zweiten be­ nachbarten Strompfad erfassenden ersten Gesamtstromsensor und einer Auswerteeinrichtung zum Empfangen und Auswerten eines Signals des er­ sten Gesamtstromsensors und Öffnen des ersten Mikrorelaisschalters (1) ansprechend auf ein Resultat des Vergleichs.4. Electrical residual current protection switching device with a first microrelay switch ( 1 ) in a first current path ( 8 ) and a total current through the first current path and at least one second current path detecting first neighboring current sensor and an evaluation device for receiving and evaluating a signal of the he first total current sensor and opening the first micro-relay switch ( 1 ) in response to a result of the comparison. 5. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach Anspruch 4 mit ei­ nem zweiten und einem dritten Stromsensor oder mit einem zweiten Ge­ samtstromsensor zum Erfassen der Ströme bzw. des Gesamtstromes durch einen dritten und einen vierten Strompfad, wobei die Auswerteein­ richtung ausgelegt ist zum Empfangen und Auswerten von Signalen des ersten Gesamtstromsensors und des zweiten und des dritten Stromsensors bzw. des zweiten Gesamtstromsensors.5. Electrical residual current protection switching device according to claim 4 with egg nem a second and a third current sensor or with a second Ge Velocity current sensor for detecting the currents or the total current  by a third and a fourth current path, the evaluations being is designed for receiving and evaluating signals from the first total current sensor and the second and third current sensors or the second total current sensor. 6. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach einem der vorste­ henden Ansprüche mit einem zweiten Mikrorelaisschalter (1') in dem zwei­ ten Strompfad (8'), bei der die Auswerteeinrichtung (7) auch den zweiten Mikrorelaisschalter (1') ansprechend auf das Resultat der Auswertung öff­ net.6. Electrical residual current protection switching device according to one of the vorste existing claims with a second microrelay switch ( 1 ') in the two-th current path ( 8 '), in which the evaluation device ( 7 ) and the second microrelay switch ( 1 ') in response to the result of Evaluation opens. 7. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach Anspruch 6 in Ver­ bindung mit einem der Ansprüche 2, 3, 5 mit zumindest einem dritten Mi­ krorelaisschalter in zumindest dem dritten Strompfad, bei der die Auswer­ teeinrichtung auch zumindest den dritten Mikrorelaisschalter ansprechend auf das Resultat der Auswertung öffnet.7. Electrical residual current protection switching device according to claim 6 in Ver binding with one of claims 2, 3, 5 with at least a third Mi krorelaisschalter in at least the third current path, in which the Auswer teeinrichtung also appealing to at least the third microrelay switch opens on the result of the evaluation. 8. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, auch in Verbindung mit Anspruch 6 oder 7, bei der der oder die Stromsen­ soren (5, 5') bzw. Gesamtstromsensoren durch Hall-Sensoren gebildet sind.8. Electrical residual current protection switching device according to claim 4 or 5, also in connection with claim 6 or 7, in which the current sensor or sensors ( 5 , 5 ') or total current sensors are formed by Hall sensors. 9. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach einem der vorste­ henden Ansprüche, bei der der oder die Mikrorelaisschalter (1, 1') jeweils eine spannungsteilend wirkende Serienschaltung von Mikrorelaiszellen (3) aufweisen.9. Electrical residual current protection switching device according to one of the preceding claims, in which the one or more microrelay switches ( 1 , 1 ') have a voltage-dividing series circuit of microrelay cells ( 3 ). 10. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach einem der vorste­ henden Ansprüche, bei der der oder die Mikrorelaisschalter (1, 1') jeweils eine stromteilend wirkende Parallelschaltung von Mikrorelaiszellen (3) auf­ weisen. 10. Electrical residual current protection switching device according to one of the preceding claims, in which the one or more microrelay switches ( 1 , 1 ') have a current-dividing parallel connection of microrelay cells ( 3 ). 11. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach einem der vorste­ henden Ansprüche, bei der der oder die Mikrorelaisschalter (1, 1') jeweils zumindest ein Mikrorelais (3) mit einem in elektrostatischer Weise mecha­ nisch bewegten Kontaktstück (4) aufweisen.11. Electrical residual current protection switching device according to one of the vorste existing claims, wherein the one or more microrelay switches ( 1 , 1 ') each have at least one microrelay ( 3 ) with an electrostatically mechanically moved contact piece ( 4 ). 12. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach einem der vorste­ henden Ansprüche, bei der die Auswerteeinrichtung (7) die Signale des oder der Stromsensoren (5, 5') bzw. der Gesamtstromsensoren ferner je­ weils mit einem Überstromschwellenwert vergleicht und den oder die Mikro­ relaisschalter (1, 1') ansprechend auf das Resultat dieses Vergleichs öffnet.12. Electrical residual current protection switching device according to one of the preceding claims, in which the evaluation device ( 7 ) compares the signals of the current sensor (s) ( 5 , 5 ') or the total current sensors also with an overcurrent threshold value and the micro relay switch (s) ( 1 , 1 ') opens in response to the result of this comparison. 13. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach einem der vorste­ henden Ansprüche, bei der der oder die Mikrorelaisschalter, die Auswerte­ einrichtung und gegebenenfalls die Hall-Sensoren jeweils als Chips auf ei­ ner Platine integriert sind.13. Electrical residual current protection switching device according to one of the first existing claims, in which the or the micro relay switch, the evaluations device and possibly the Hall sensors as chips on egg ner board are integrated. 14. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach einem der vorste­ henden Ansprüche, bei der der oder die Mikrorelaisschalter (1, 1') und die Auswerteeinrichtung (7) auf einem Chip (6) integriert sind.14. Electrical residual current protection switching device according to one of the preceding claims, in which the one or more microrelay switches ( 1 , 1 ') and the evaluation device ( 7 ) are integrated on a chip ( 6 ). 15. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach Anspruch 3 oder 8, auch in Verbindung mit einem der Ansprüche 9-13, bei der die Auswerte­ einrichtung (7) und die Hall-Sensoren (5, 5') auf einem Chip (6) integriert sind.15. Electrical residual current protection switching device according to claim 3 or 8, also in connection with one of claims 9-13, in which the evaluation device ( 7 ) and the Hall sensors ( 5 , 5 ') are integrated on a chip ( 6 ) . 16. Elektrische Fehlerstromschutz-Schalteinrichtung nach Anspruch 3 oder 8, auch in Verbindung mit einem der Ansprüche 9-13, bei der der oder die Mi­ krorelaisschalter (1, 1'), die Auswerteeinrichtung (7) und die Hall-Sensoren (5, 5') auf einem Chip (6) integriert sind.16. Electrical residual current protection switching device according to claim 3 or 8, also in connection with one of claims 9-13, in which the or the Mi krorelaisschalter ( 1 , 1 '), the evaluation device ( 7 ) and the Hall sensors ( 5 , 5 ') are integrated on a chip ( 6 ).
DE1998150397 1998-11-02 1998-11-02 Electrical residual current circuit breaker Withdrawn DE19850397A1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998150397 DE19850397A1 (en) 1998-11-02 1998-11-02 Electrical residual current circuit breaker
PCT/CH1999/000492 WO2000026934A1 (en) 1998-11-02 1999-10-18 Electric micromechanical residual-current protective switching device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1998150397 DE19850397A1 (en) 1998-11-02 1998-11-02 Electrical residual current circuit breaker

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE19850397A1 true DE19850397A1 (en) 2000-05-11

Family

ID=7886372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1998150397 Withdrawn DE19850397A1 (en) 1998-11-02 1998-11-02 Electrical residual current circuit breaker

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE19850397A1 (en)
WO (1) WO2000026934A1 (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000079664A1 (en) * 1999-06-17 2000-12-28 Abb Research Ltd Electrical circuit breaker for protecting against overcurrents
WO2002027888A1 (en) * 2000-09-22 2002-04-04 Pepperl + Fuchs Gmbh Protective circuit
WO2008156449A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-24 General Electric Company Resettable mems micro-switch array based on current limiting apparatus
EP2056315A2 (en) * 2007-11-01 2009-05-06 General Electric Company Micro-Electromechanical system Based Switching
US7546214B2 (en) 2006-09-28 2009-06-09 General Electric Company System for power sub-metering
US7589942B2 (en) 2007-06-15 2009-09-15 General Electric Company MEMS based motor starter with motor failure detection
US7612971B2 (en) 2007-06-15 2009-11-03 General Electric Company Micro-electromechanical system based switching in heating-ventilation-air-conditioning systems
US7719257B2 (en) 2006-09-28 2010-05-18 General Electric Company Current sensing module and assembly method thereof
US7839611B2 (en) 2007-11-14 2010-11-23 General Electric Company Programmable logic controller having micro-electromechanical system based switching
US7885043B2 (en) 2007-06-15 2011-02-08 General Electric Company Remote-operable micro-electromechanical system based over-current protection apparatus
WO2011039615A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Eaton Corporation Circuit interrupter and receptacle including improved contact configuration
US7944660B2 (en) 2007-06-15 2011-05-17 General Electric Company Micro-electromechanical system based selectively coordinated protection systems and methods for electrical distribution
US8144445B2 (en) 2007-06-12 2012-03-27 General Electric Company Micro-electromechanical system based switching
US8358488B2 (en) 2007-06-15 2013-01-22 General Electric Company Micro-electromechanical system based switching
DE102014111416A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-11 Lisa Dräxlmaier GmbH Securing a line
WO2018028947A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Switch cell having a semiconductor switch element, and micro-electromechanical switch element
EP3933879A1 (en) * 2020-06-29 2022-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Electronic module
EP4012736A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Electronic module

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB8427902D0 (en) * 1984-11-05 1984-12-12 Bicc Plc Electric circuit breaker
JP2582330B2 (en) * 1992-12-28 1997-02-19 寺崎電気産業株式会社 Multi-pole circuit breaker
US5430597A (en) * 1993-01-04 1995-07-04 General Electric Company Current interrupting device using micromechanical components
US5374792A (en) * 1993-01-04 1994-12-20 General Electric Company Micromechanical moving structures including multiple contact switching system
DE4421980A1 (en) * 1994-06-23 1995-04-06 Hartmut Kaufmann Heavy-current microswitch

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6738246B1 (en) 1999-06-17 2004-05-18 Abb Research Ltd Electrical circuit breaker for protecting against overcurrents
WO2000079664A1 (en) * 1999-06-17 2000-12-28 Abb Research Ltd Electrical circuit breaker for protecting against overcurrents
WO2002027888A1 (en) * 2000-09-22 2002-04-04 Pepperl + Fuchs Gmbh Protective circuit
US7061738B2 (en) 2000-09-22 2006-06-13 Pepperl & Fuchs Gmbh Protective circuit
US7719257B2 (en) 2006-09-28 2010-05-18 General Electric Company Current sensing module and assembly method thereof
US7546214B2 (en) 2006-09-28 2009-06-09 General Electric Company System for power sub-metering
US8144445B2 (en) 2007-06-12 2012-03-27 General Electric Company Micro-electromechanical system based switching
US7885043B2 (en) 2007-06-15 2011-02-08 General Electric Company Remote-operable micro-electromechanical system based over-current protection apparatus
US7944660B2 (en) 2007-06-15 2011-05-17 General Electric Company Micro-electromechanical system based selectively coordinated protection systems and methods for electrical distribution
US7612971B2 (en) 2007-06-15 2009-11-03 General Electric Company Micro-electromechanical system based switching in heating-ventilation-air-conditioning systems
US8358488B2 (en) 2007-06-15 2013-01-22 General Electric Company Micro-electromechanical system based switching
US7589942B2 (en) 2007-06-15 2009-09-15 General Electric Company MEMS based motor starter with motor failure detection
WO2008156449A1 (en) * 2007-06-19 2008-12-24 General Electric Company Resettable mems micro-switch array based on current limiting apparatus
US8072723B2 (en) 2007-06-19 2011-12-06 General Electric Company Resettable MEMS micro-switch array based on current limiting apparatus
EP2056315A2 (en) * 2007-11-01 2009-05-06 General Electric Company Micro-Electromechanical system Based Switching
US7554222B2 (en) 2007-11-01 2009-06-30 General Electric Company Micro-electromechanical system based switching
EP2056315A3 (en) * 2007-11-01 2013-03-06 General Electric Company Micro-Electromechanical system Based Switching
US7839611B2 (en) 2007-11-14 2010-11-23 General Electric Company Programmable logic controller having micro-electromechanical system based switching
WO2011039615A1 (en) * 2009-09-29 2011-04-07 Eaton Corporation Circuit interrupter and receptacle including improved contact configuration
DE102014111416A1 (en) * 2014-08-11 2016-02-11 Lisa Dräxlmaier GmbH Securing a line
US9755418B2 (en) 2014-08-11 2017-09-05 Lisa Draexlmaier Gmbh Fuse protection for a line
DE102014111416B4 (en) 2014-08-11 2024-03-28 Lisa Dräxlmaier GmbH Securing a line
WO2018028947A1 (en) * 2016-08-11 2018-02-15 Siemens Aktiengesellschaft Switch cell having a semiconductor switch element, and micro-electromechanical switch element
US10763066B2 (en) 2016-08-11 2020-09-01 Siemens Aktiengesellschaft Switch cell having a semiconductor switch element and micro-electromechanical switch element
EP3933879A1 (en) * 2020-06-29 2022-01-05 Siemens Aktiengesellschaft Electronic module
WO2022002479A1 (en) * 2020-06-29 2022-01-06 Siemens Aktiengesellschaft Electronic module
EP4012736A1 (en) * 2020-12-11 2022-06-15 Siemens Aktiengesellschaft Electronic module

Also Published As

Publication number Publication date
WO2000026934A1 (en) 2000-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19850397A1 (en) Electrical residual current circuit breaker
EP1119866B1 (en) New electrical switchgear
DE602004003403T2 (en) Method and device for controlling the modular asynchronous contactors
WO2000079664A1 (en) Electrical circuit breaker for protecting against overcurrents
DE19523725C2 (en) Current detection device for attachment to at least one current-carrying conductor
DE10253018B4 (en) Switching device and system and method for current measurement in the switching device
WO2014015947A2 (en) Device for the safe switching of a photovoltaic system
DE102008004869A1 (en) Arc Protection Module
DE4335965A1 (en) Motor starter (engine starter) having integrated short-circuit protection
EP2243147B1 (en) Residual current device
EP0955660A1 (en) Electric circuit breaker for apparatus having a current overload and undervoltage function and a current overload sensor therefore
EP3726560A1 (en) Compact protective switching device
EP2232661B1 (en) Module mechanically linkable to a circuit breaker
DE3817528C2 (en)
EP0827251B1 (en) Electrical low voltage switchgear
DE4040359C2 (en) Short-circuit protection device
DE102017127133A1 (en) Hybrid circuitry
DE19733268C2 (en) Method and device for detecting overcurrents in a switchgear
EP4111480A1 (en) Device for limiting a short-circuit current in an on-load tap-changer, and on-load tap-changer having said device
DE102019103036A1 (en) Charging station with a combination switch module
DE102004046810A1 (en) Electronic single- or multi-phase protective circuit breaker, especially for application in low voltage (LV) range, comprises adjustable resolution characteristic whose parameter can be recalled from memory
DE202004014580U1 (en) Electronic single- or multi-phase protective circuit breaker, especially for application in low voltage (LV) range, comprises adjustable resolution characteristic whose parameter can be recalled from memory
EP1081726B1 (en) Multipole switching device
DE102022204329A1 (en) Modular insulated housing and multi-pole modular series-mounted device
DE102011089204A1 (en) Switch designed as low-voltage circuit breaker, has converter comprising non-magnetic core whose dimensions are equal, so that number of layers and/or windings per layer is increased with increase in switch size

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee