DE3909064A1 - Netzfreischalter - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Netzfreischalter zur Abtrennung von
elektrischen Leitungen und Verbrauchern von der Netz-Wechselspannung.
Derartige Netzfreischalter haben den Zweck, Teile eines Netzes z. B. in
der Hausversorgung freizuschalten, wobei das Abtrennen von der
Spannungsversorgung erfolgt. Bisher ist es lediglich bekannt, das Netz
einpolig abzutrennen, wobei insbesondere die Phase abgetrennt wird.
Der Zweck der genannten Freischalter ist es, sämtliche elektrische
Verbraucher spannungsfrei zu machen, auch wenn diese abgeschaltet sind,
insbesondere in der Nähe des Schlafortes.
Hierzu ist festzustellen, daß bis zum Einschalter des elektrischen
Verbrauchers die volle Phase anliegt und auch, wenn kein Strom
verbraucht wird, entsteht ein elektrisches Wechselfeld, welches
insbesondere den Schlaf nachteilig beeinflussen könnte.
Bekannte Netzfreischalter sind deshalb entweder in der elektrischen
Verteilung angeordnet im Verteilerkasten oder bei größeren Netzen an dem
Verteilerpunkt des Netzes, der z. B. zum Schlafort hinführt.
Nachteil der bisher bekannten Netzfreischalter ist aber, daß bisher
lediglich das Potential, d. h. die Phase abgeschaltet werden konnte.
Bisher war es nicht bekannt, den Null-Leiter ebenfalls abzuschalten.
Ferner bestand bei den bekannten Netzfreischaltern der Nachteil, daß
relativ schwache Verbraucher, wie z. B. elektronische Geräte
(Beleuchtungsdimmer, elektronische Uhren und andere elektronische
Verbraucher, die eine elektronische Regelung beinhalten), nicht von den
bekannten Netzfreischaltern erfaßt werden konnten, sondern weiterhin
eingeschaltet blieben.
Diese elektronischen Geräte arbeiten nämlich nicht in herkömmlicher
Weise mit einem Netzteil, sondern es wird vielmehr eine Phasen-
Anschnittssteuerung verwendet, auf welche die bisher bekannten
Netzfreischalter nicht reagieren konnten.
Es ist zwar ein Netzfreischalter bekannt der in bezug auf das
Ausschalten auch elektronische Geräte erfaßt, jedoch besteht bei dieser
bekannten Schaltung der Nachteil, daß ein statisches Gleichstromfeld von
etwa 300 Volt auf die gesamte abgeschaltete Leitung oder den Netzzweig
gegeben wird, um diese Spannung als Steuerspannung für den
Netzfreischalter zu verwenden.
Damit besteht jedoch der Nachteil, daß keine echte Potentialfreiheit der
abgeschalteten Netzleitungen gegeben ist, wodurch ein echter
Netzfreischalter nicht realisiert ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen
Netzfreischalter der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß auch
elektronische Verbraucher, ohne Netzteil mit relativ niedrigem Verbrauch
erfaßt werden können, und daß eine vollständige Potentialfreiheit des
abgeschalteten Netzes erreicht wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung dadurch
gekennzeichnet, daß Phase und Null-Leiter der Zuleitung im Vergleich zur
Ableitung durch jeweils einen Relaiskontakt getrennt werden, daß auf die
beiden Leitungen der Ableitung eine potentialfreie Gleichspannung
gegeben wird, wenn die Ableitung von der Zuleitung abgetrennt ist, und
daß das Einschalten eines Stromverbrauchers in der abgeschalteten
Ableitung von einem Comparator erfaßt wird, der über eine
Anzugverzögerung ein Relais ansteuert, welches die Zuleitung mit der
Ableitung über beide vorher abgeschalteten Kontakte miteinander
verbindet, und daß ein Meßkreis vorhanden ist, der einen Stromverbrauch
im nachgeschalteten, abzuschaltenden Netz erfaßt und die Relaiskontakte
solange geschlossen hält, wie der Stromverbrauch andauert und danach
noch eine kurze (ca. 5 Sek. lang) Abfallverzögerung wirksam ist.
Wichtig bei der vorliegenden Erfindung ist also, daß eine statische
Gleichspannung auf das abgeschaltete (nachgeschaltete) Netz gegeben wird
und diese statische Gleichspannung als Steuerspannung für die gesamte
erfindungsgemäße Netzfreischaltung verwendet wird.
Wichtig hierbei ist, daß keinerlei Potential zur Erde vorliegt, wodurch
mit Sicherheit eine elektrische Feldeinstreuung durch eine
Netzwechselspannung in den abzuschirmenden Bereich vermieden wird.
Die Gleichspannung in einer Größe von 100 bis 150 Volt hat also
keinerlei gefährliche Auswirkungen und ergibt auch keine Feldstärke in
dem Bereich, wo das Netz abgeschaltet werden soll.
Sobald nun ein Verbraucher in diesem abgeschalteten Netz eingeschaltet
wird und mindestens einen Stromverbrauch von 1,5 Milli-Ampere im
abgeschalteten Netz verursacht, so wird dies von der Steuerspannung
erfaßt und einer Steuerschaltung derart mitgeteilt, daß über eine
Anzugsverzögerung von z. B. 0,1 Sek. ein Relais betätigt wird, welches
die Zuleitung des Netzes mit der Ableitung des Netzes sofort verbindet
und damit die volle Netzwechselspannung auf das nachgeschaltete Netz
aufschaltet.
Um jetzt zu vermeiden, daß bei weggefallener Steuerspannung auf dem
abgeschalteten Netzzweig sofort das Relais wieder in den Abschaltzustand
schaltet, tritt die Abfallverzögerung von ca. 5 Sek. in Kraft, welche
die Zeit überbrückt bis der Sensor einen Stromverbrauch im
nachgeschalteten Netz erfaßt, die die Relaiskontakte solange geschlossen
hält, wie ein Strom von mindestens 10 Milli-Ampere im jetzt mit
Netzwechselspannung versorgten Netz fließt.
Sobald der Stromverbrauch unter einen Betrag von 10 Milli-Ampere liegt,
wenn also angenommen wird, daß sämtliche elektrischen Verbraucher (z. B.
in der Nacht beim Schlaf) abgeschaltet sind, wird dies von dem Sensor
erfaßt und dem Netzfreischalter mitgeteilt, nach ca. 5 Sek.
Abfallverzögerung in seine Abschaltstellung geht, so daß die
Netzwechselspannung von dem abgetrennten Bereich abgeschaltet wird.
In vorteilhafter Ausgestaltung weist im weiteren der Meßkreis einen
Sensor auf, der aus einem Ferrit-Kern besteht, wobei primär die
Leitungsführung der Netzleitung und sekundär etwa 100 bis 200 Windungen
vorgesehen sind.
Die Erfindung wird nun anhand eines schematisierten Blockschaltbildes
näher beschrieben.
Hierbei gehen aus der Beschreibung weitere Vorteile und Merkmale der
Erfindung hervor.
An einer Netz-Zuleitung 1 liegt in bekannter Weise eine
Netzwechselspannung von 220 V an.
Der PE-Leiter ist durchgeschleift und bildet eine Schutzerde auch im
abgeschalteten Netzteil.
Das abgeschaltete Netzteil ist über die Netz-Ableitung 2 im Augenblick
noch über die Relaiskontakte 4, 5 mit der Netz-Zuleitung 1 verbunden.
Den Kontakten 4, 5 ist ein Relais 3 zugeordnet.
Wichtig ist, daß eine zwei-polige Abschaltung der Netz-Ableitung 2
erfolgt, um ein statisches Spannungsfeld auf den im Bereich der
Netz-Ableitung befindlichen Menschen zu verhindern.
Von der Netz-Zuleitung 1 abzweigend ist ein Transformator 6 vorgesehen,
dessen Primärwicklung 7 von der Netzwechselspannung durchflossen wird.
Es sind drei sekundäre Wicklungen 8, 9, 10 vorhanden. Die Sekundärwicklung
8 dient zur Gleichspannungserzeugung über einen Gleichrichter 12 und
ein Siebglied 13 für einen Spannungsteiler 14, an dessen Ausgang über
die Leitungen 28, 29 die Prüfgleichspannung erzeugt wird, die bei
abgeschaltetem Relais, d.h. bei geöffneten Kontakten 4, 5 die
Netz-Ableitung 2 mit der besagten Prüfgleichspannung versorgt.
Die Sekundärwicklungen 9 und 10 dienen zur positiven und negativen
Gleichspannungserzeugung in der Gleichspannungserzeugung 11, womit
sämtliche elektronischen Bauteile versorgt werden.
Die Versorgung der einzelnen elektronischen Bauteile durch die
Gleichspannungserzeugung 11 ist im Blockschaltbild aus
Übersichtlichkeitsgründen nicht näher dargestellt.
Die Prüfgleichspannung wird also über die Sekundärwicklung 8 erzeugt,
wobei zunächst in dem Gleichrichter 12 eine Gleichrichtung und in dem
nachgeschalteten Siebglied 13 eine Siebung dieser Prüfgleichspannung
erreicht wird.
Diese Prüfgleichspannung wird dann einem Spannungsteiler 14 zugeführt,
der relativ hochohmig ausgebildet ist. Der Serienwiderstand 15 ist so
dimensioniert, daß zwischen den Punkten A und B eine Spannung von etwa
150 V erzeugt wird.
Die Spannungsteiler-Wderstände 16 und 17 sind derart hochohmig, daß
wenn zwischen den Punkten A und B (Leitungen 28, 29) kein Strom fließt,
daß dann zwischen den Leitungen 18, 19 des Spannungsteilers, welche die
Eingangsleitung für einen Comparator 30 bilden, z. B. eine positive
Spannungsdifferenz vorliegt, währenddessen bei einem Stromfluß im
abgeschalteten Netz sich diese Spannungsdifferenz ändert und in eine
negative Spannungsdifferenz umschlägt.
Dieser Spannungsumschlag wird von dem Comparator 30 erfaßt und über die
Leitung 20 als Steuersignal einer Anzugsverzögerungsschaltung 21
mitgeteilt. Diese Anzugsverzögerungsschaltung kann in relativ weiten
Grenzen eingestellt werden und schaltet beispielsweise mit einer
Zeitverzögerung von 0,1 Sek. das Relais 3 ein, welches die Kontakte 4, 5
in die im Blockschaltbild gezeichnete Stellung schaltet, so daß die
Netzwechselspannung der Netzzuleitung 1 wieder mit der Netzableitung 2
verbunden ist.
Nachdem nun die an den Punkten A und B anliegende Prüfgleichspannung
an den freien Kontakten des Relais 3 liegt, würde das Relais nach einer
Abfallverzögerung von ca. 5 Sek. wieder zurückschalten.
Um dies zu verhindern, ist ein Sensor 31 vorgesehen, welcher einen
Stromfluß von minimal 10 Milli-Ampere im abgeschalteten Netz, d. h. also
in der Netz-Ableitung 2 erfaßt.
Bei eingeschaltetem Verbraucher wird also dieser Stromverbrauch durch
den Sensor 31 festgestellt und als Wechselspannung über die Leitungen 24
dem Sensor-Schaltkreis 23 zugeführt. Dieser erfaßt also den
Stromverbrauch in der Netz-Ableitung 2 und schaltet in die Leitung 22
die Abfallverzögerung 21 so, daß das Relais 3 im eingeschalteten Zustand
bleibt, d. h. die Kontakte 4, 5 bleiben in der im Blockschaltbild
eingezeichneten Lage, so daß die Netz-Ableitung 2 ständig mit
Netzwechselspannung von seiten der Netz-Zuleitung 1 versorgt wird.
Erst wenn der Stromverbrauch in der Netz-Ableitung unter einen Betrag
von 10 Milli-Ampere gelangt, weil beispielsweise die wesentlichsten
Verbraucher abgeschaltet sind, dann wird dieses vom Sensor 31 erfaßt und
die Abfallverzögerung 21 wird von dem Sensor-Schaltkreis 23 derart
angesteuert, daß die Abfallverzögerung wieder zum Tragen kommt und das
Relais 3 nach der eingestellten Zeitverzögerung (ca. 5 Sek.) wieder
abfällt, d. h. die Netz-Zuleitung ist dann von der Netz-Ableitung wieder
getrennt.
Die wichtigsten Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen also darin,
daß zwei-polig die Netz-Ableitung 2 abgeschaltet wird, daß lediglich ein
minimaler Strom von 1,5 Milli-Ampere ausreicht, das Netz wieder
einzuschalten und daß ein Stromfluß von etwa 10 Milli-Ampere dazu
genügt, das Netz solange einzuschalten, solange dieser minimale
Stromfluß erhalten bleibt.
Wichtig hierbei ist, daß ein relativ empfindlicher Sensor 31 verwendet
wird.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Sensor aus einem
Ferritkern 27, durch den als einzige Primärwicklung 26 in gerader
Leitungsführung die eine stromführende Leitung der Netz-Zuleitung 1
hindurchgeführt ist.
Sekundärseitig ist eine Sekundärwicklung 25 mit einer Vielzahl von
Windungen von z. B. 100 bis 200 Windungen vorhanden.
Diese Sekundärwicklung wird über die Leitungen 24 dem Sensor-Schaltkreis
23 zugeführt.
Der verwendete Pegel von 150 Volt für die Prüfgleichspannung wird
deshalb verwendet, um auch das Einschalten von Neon-Röhren zu erfassen.
Die mit Neon-Röhren betriebenen Starter verwenden nämlich
Glimm-Entladungsröhren, die erst bei einer Startspannung von etwa 70 bis
80 Volt zünden. Um dieses Zünden zu erfassen muß eine derart hohe
Prüfgleichspannung verwendet werden.
Werden keine Neon-Röhren im abgeschalteten Netz verwendet, reicht eine
wesentlich geringere Prüfgleichspannung aus, die dann mit einem üblichen
TTL-Pegel von plus 5 Volt betrieben werden könnte.
Zeichnungs-Legende
1 Netz-Zuleitung
2 Netz-Ableitung
3 Relais
4 Kontakt
5 Kontakt
6 Transformator
7 Primärwicklung
8 Sekundärwicklung
9 Sekundärwicklung
10 Sekundärwicklung
11 Gleichspannungserzeugung
12 Gleichrichter
13 Siebglied
14 Spannungsteiler
15 Widerstand
16 Widerstand
17 Widerstand
18 Leitung
19 Leitung
20 Leitung
21 Anzugs- und Abfallverzögerungsschaltung
22 Leitung
23 Sensor-Schaltkreis
24 Leitungen
25 Sekundärwicklung
26 Primärwicklung
27 Ferritkern
28 Leitung
29 Leitung
30 Comparator
31 Sensor
2 Netz-Ableitung
3 Relais
4 Kontakt
5 Kontakt
6 Transformator
7 Primärwicklung
8 Sekundärwicklung
9 Sekundärwicklung
10 Sekundärwicklung
11 Gleichspannungserzeugung
12 Gleichrichter
13 Siebglied
14 Spannungsteiler
15 Widerstand
16 Widerstand
17 Widerstand
18 Leitung
19 Leitung
20 Leitung
21 Anzugs- und Abfallverzögerungsschaltung
22 Leitung
23 Sensor-Schaltkreis
24 Leitungen
25 Sekundärwicklung
26 Primärwicklung
27 Ferritkern
28 Leitung
29 Leitung
30 Comparator
31 Sensor
Claims (3)
1. Netzfreischalter zur Abtrennung von elektrischen Leitungen und
Verbrauchern von der Netz-Wechselspannung, dadurch gekenn
zeichnet, daß Phase und Null-Leiter der Netz-Zuleitung (1) in
bezug auf die Ableitung (2) durch jeweils einen Relaiskontakt (4, 5)
getrennt werden, daß auf die beiden Leitungen der Ableitung (2) eine
potentialfreie Gleichspannung gegeben wird, wenn die Ableitung (2) von
der Zuleitung (1) getrennt ist, und daß das Einschalten eines
Stromverbrauchers in der abgeschalteten Leitung (2) von einem Comparator
(30) erfaßt wird, der über eine Anzugsverzögerung (21) ein Relais (3)
ansteuert, welches die Zuleitung (1) mit der Ableitung über beide vorher
abgeschaltete Kontakte (4, 5) miteinander verbindet, und daß ein Meßkreis
vorgesehen ist, der einen Stromverbrauch im nachgeschalteten
abzuschaltenden Netz erfaßt und die Relaiskontakte (4, 5) solange
geschlossen hält wie der Stromverbrauch andauert und danach noch eine
kurze Abfallverzögerung (21) wirksam ist.
2. Netzfreischalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Comparator (30) über Widerstände (16, 17) als
Spannungsteiler, ausgehend von einem Serienwiderstand (15), in der
Zuleitung der Potentialspannung angesteuert wird.
3. Netzfreischalter nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Meßkreis einen Sensor (31) aufweist, der aus
einem Ferrit-Kern (27) besteht, wobei primär die Leitungsführung der
Netzzuleitung (1) und sekundär etwa 100 bis 200 Windungen vorgesehen
sind.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3909064A DE3909064A1 (de) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | Netzfreischalter |
CH644/90A CH680028A5 (de) | 1989-03-20 | 1990-03-01 | |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3909064A DE3909064A1 (de) | 1989-03-20 | 1989-03-20 | Netzfreischalter |
Publications (2)
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DE3909064A1 true DE3909064A1 (de) | 1990-09-27 |
DE3909064C2 DE3909064C2 (de) | 1992-01-09 |
Family
ID=6376750
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH680028A5 (de) |
DE (1) | DE3909064A1 (de) |
FR (1) | FR2644639A1 (de) |
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