背景技術：

在家用設備中的或者用于集電位置的電網(wǎng)通常利用一種過電流保護器針對過載進行保護，并且另外包括一種故障電流-保護裝置。如果例如由于短路的原因出現(xiàn)了電路的過載，那么所述過電流保護器就中斷所述電流。通常來說，在德國的家務中如此保障電路：使得當電流在16安培以上時所述過電流保護器得以觸發(fā)。

如果在電路中出現(xiàn)了電流差（Differenzstrom）或者故障電流，那么所述故障電流-保護裝置——經(jīng)常被實施為故障電流保護開關——就中斷所述電流。如果在電路中向耗電器流動著的電流不與由所述耗電器返回地流動著的電流相同大小的話，那么就出現(xiàn)了這種電流差或者說故障電流。對此的原因可能在于接地，在接地時一部分電流通過接地或者通過保護導體由所述耗電器返回地流動。所述故障電流是一種危險，因為這個故障電流表明了有損傷的隔離，該有損傷的隔離在碰觸時是對身體和生命的危險。

典型地，將故障電流保護開關在不同的實施方式中作為故障電流-保護裝置來使用。在此，類型AC的故障電流保護開關能夠僅僅識別出純正弦形的故障電流，并且在故障的情況下切斷電流導線的電壓。

類型A的故障電流保護開關不僅能夠識別出純正弦形的故障電流，也能夠識別出脈沖的直流電流-故障電流，并且在故障的情況下切斷電流導線的電壓。這種類型的故障電流保護開關——其在故障電流大于30mA時進行切斷——在德國通常用于家用設備。如果直流電流以一大于大約6mA的電流強度與交流電流疊加，那么類型AC和A的故障電流保護開關就完全不再觸發(fā)了。

此外，類型B的故障電流保護開關是已知的，該故障電流保護開關能夠識別任意種類的故障電流，并且因此也能夠在純直流電流-故障電流時觸發(fā)。然而，為了對這種直流電流-故障電流進行監(jiān)視，需要一電子單元，從而使得類型B的故障電流保護開關需要一種自己的電流供給。這種也稱為交直流敏感的故障電流保護開關的故障電流-保護裝置在背景技術中被公開，例如由EP 0 866 536 A2所公開。

類型B的故障電流保護開關的缺點是，與類型A的故障電流保護開關相比，這種類型B的故障電流保護開關被成本高昂地制造，并且因此是昂貴的。

技術實現(xiàn)要素：

建議了一種用于在電的交流電路中識別直流電流-故障電流的方法，其中，整流單元利用初級側連接在交流電網(wǎng)處，并且在次級側提供直流電流。在此，所述交流電網(wǎng)利用故障電流保護開關予以保障，如果出現(xiàn)了交流電流-故障電流大于一種預先規(guī)定的交流電流-觸發(fā)閾值的話，那么所述故障電流保護開關就中斷所述電路。所述方法包括下述步驟：

a) 測量在初級側的交流電路中的直流電流-故障電流，

b) 將所述直流電流-故障電流與一預先規(guī)定的直流電流-觸發(fā)閾值進行比較，并且

c) 如果所述直流電流-故障電流位于所述觸發(fā)閾值之上，那么就產(chǎn)生一交流電流-故障電流，其中所述交流電流-故障電流的電流強度如此選取：使得該交流電流-故障電流處于所述故障電流-保護開關的交流電流-觸發(fā)閾值之上。

在所述方法中，整流單元與交流電網(wǎng)連接。所述交流電網(wǎng)是例如家用設備的電路或者是用于集電位置的電氣設備。所述交流電網(wǎng)配設有保護裝置，該保護裝置包括針對過載的過電流保護器和故障電流保護開關。通常將類型A的故障電流保護開關作為故障電流保護開關來使用，該類型A的故障電流保護開關不僅能夠識別出正弦形的交流電流-故障電流，而且也能夠識別出脈沖的直流電流-故障電流，或者使用類型AC的故障電流保護開關，該類型AC的故障電流保護開關僅能識別出正弦形的交流電流-故障交流電流、也就是只有交流電流-故障電流。類型A的故障電流保護開關在德國通常用于保障家用設備和集電位置。如果這種故障電流保護開關識別出了處于觸發(fā)閾值之上的交流電流-故障電流，那么這種故障電流保護開關就中斷在所述電路中的電流。利用所述電流的中斷來將所述電路的電壓切斷。對于交流電流-故障電流來說，觸發(fā)閾值通常是大約30mA，從而使得在出現(xiàn)交流電流-故障電流≥30mA時，在所述電路中的電流被中斷。在此，對于交流電網(wǎng)來說，通常不僅中斷相位，也中斷中性導體。只有保護導體被從所述中斷中除外。

在所述方法的第二個步驟b）中，將被測量出的直流電流-故障電流與預先規(guī)定的直流電流-觸發(fā)閾值進行比較。這個直流電流-觸發(fā)閾值能夠在所述方法中固定地被預先規(guī)定，或者能夠可適配地實施，例如以便使得所述方法能夠適配于在不同的國家中的法律要求。所述直流電流-觸發(fā)閾值是例如在2mA與6mA之間、優(yōu)選在5與6mA之間。

如果被測量出的直流電流-故障電流處于所述預先規(guī)定的直流電流-觸發(fā)閾值之上，那么就根據(jù)所述方法的步驟c）來產(chǎn)生一交流電流-故障電流，該交流電流-故障電流的電流強度如此選?。菏沟眠@個交流電流-故障電流觸發(fā)在交流電網(wǎng)中的故障電流保護開關。以這種方式實現(xiàn)的是，從自身出發(fā)不能夠識別出直流電流-故障電流的、類型A或者類型AC的故障電流保護開關在出現(xiàn)直流電流-故障電流時也會觸發(fā)。通過將所述觸發(fā)閾值限制在最大6mA這種方式就避免了：類型A和AC的故障電流保護開關的磁路被驅使進飽和中，并且因此不再能夠識別出故障。

在所述方法的實施方式中，通過接通在所述整流單元的初級側處的電阻來產(chǎn)生根據(jù)所述方法的步驟c）的交流電流-故障電流。所述接通優(yōu)選借助于電可操縱的開關來進行，例如借助于繼電器或者借助于半導體開關來進行。通過所述電可操縱的開關和電阻，所述交流電網(wǎng)的沒有接地的相位或者第一導體在沒有明確的極性時與所述保護導體、并且因此與所述接地相連接。所述電阻在此如此設計：使得如此產(chǎn)生的故障電流處于所述故障電流-保護開關的交流電流-觸發(fā)閾值之上。例如在通過一通常的插座進行連接時，如果在所述交流電網(wǎng)中的極性沒有明確地定義，那么就可以在所述連接中檢查，所述電路是否成功地被切斷電壓了。如果不是這種情況，可以將第二導體通過電阻和電可操縱的開關來與所述保護導體連接。在所述連接中可以重新檢查，所述電路是否被切換成無電壓的了，其中，如果沒有能夠實現(xiàn)電壓切斷的話，可以實現(xiàn)聽覺的和/或視覺的警告信息。

在所述方法的一種變型方案中，使用了由所述整流單元提供的直流電流來為能量存儲器充電，并且如果所述能量存儲器充滿電了，就將交流電流-故障電流作為切斷信號來生成。這種能量存儲器可以例如是電池或者蓄電池、或者是電容器。所述能量存儲器在此尤其能夠配屬于電驅動的車輛，例如混合動力車輛或者電動車。

這種實施變型方案尤其適合于集電位置（Stromabnahmestelle），該集電位置位于建筑的外部，并且因此對于每個人都是可接近的，其中，所述故障電流保護開關優(yōu)選安置在不可接近的位置處。在此，使得所述集電位置在所述能量存儲器充滿電之后通過所述故障電流保護開關來切斷電壓，從而使得在充電過程結束之后，所述集電位置不能夠被未經(jīng)授權地使用。只有在由被授權的使用者將所述故障電流保護開關復位之后，另一次充電過程才是可能的。

在所述方法的另一種實施方式中，檢查了所述故障電流保護開關的功能性能，其方式為，生成一種交流電流-故障電流。這尤其是能夠遵照使用者的明確的指令來進行，例如通過在所述整流單元處設置一測試模塊，或者這能夠在能量存儲器的充電過程結束之后總是自動地被觸發(fā)。

在所述方法的一種實施方式中，如果在生成所述交流電流-故障電流之后所述整流單元的初級側沒有被切斷電壓，則推斷出了所述故障電流保護開關的功能故障。在此能夠設置的是，生成一信號、例如一聽覺的或者一視覺的信號，以便使得所述整流單元的使用者認識到所述故障電流保護開關的功能故障。

本發(fā)明的另一方面涉及用于識別在電流回路中的直流電流-故障電流的裝置。在此，所述裝置被構造和/或被設置優(yōu)選用于實施在本文中所描述的方法。與此相應的是，在所述方法的框架內描述的特征相應地適用于所述裝置，并且反過來，在所述裝置的框架內描述的特征相應地適用于所述方法。

所述裝置包括用于測量直流電流-故障電流的測量單元以及觸發(fā)單元，該觸發(fā)單元設置用來在出現(xiàn)了一種大于預先規(guī)定的直流電流-觸發(fā)閾值的直流電流-故障電流時，產(chǎn)生一種交流電流-故障電流。

本發(fā)明的另一個方面是，提供了一種用于為車輛的能量存儲器充電的充電設備，其中，所述充電設備包括所描述的用于識別直流電流-故障電流的裝置中的一個裝置。

這種充電設備能夠例如用于為以電池或者蓄電池為形式的、配屬于電動車輛或者混合動力車輛的能量存儲器進行充電。

在一種實施方式中設置了所述充電設備，來在所述能量存儲器充滿電時，產(chǎn)生一交流電流-故障電流。為此，所述充電設備能夠使用用于識別直流電流-故障電流的裝置的觸發(fā)單元。

在另一種實施方式中，所述充電設備此外還包括一補償單元，該補償單元設置用來補償短時間的直流電流-故障電流，其方式為，以相同的電流強度但是相反的電流方向來生成另一直流電流-故障電流。以這種方式，能夠去除或者補償短時間地或者一次地出現(xiàn)的直流電流-故障電流，而不是必須立刻進行切斷。借此得以可靠地實施所述充電過程。

本發(fā)明的優(yōu)點

利用根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的裝置，在家用設備中或者在集電位置的安裝中不管怎樣都要設置的或者已經(jīng)存在的類型A或者類型AC的故障電流保護開關會被置于下述狀態(tài)中：也識別直流電流-故障電流。對此有利的是，不需要在現(xiàn)有的電氣設備中進行任何改變。根據(jù)本發(fā)明的裝置或者根據(jù)本發(fā)明的方法利用整流器來與連接在現(xiàn)有的電氣設備處的耗電器相關聯(lián)地使用。這種整流器例如作為用于為電驅動的車輛的能量存儲器進行充電的充電設備的部件來使用。與用于消費者-電子器件——例如移動電話或者MP3-播放器——的充電設備相反，在此使用大的直流電流，從而使得即使在電絕緣處出現(xiàn)輕微損傷時、或者由于在所謂的主動整流器級出現(xiàn)故障時，也可能導致相比較來說大的直流電流-故障電流。這種直流電流-故障電流不僅對于本身來說是一危險源，而且有可能能夠阻止，在電網(wǎng)中存在的故障電流保護開關失去它的保護作用。

然而，在有利地與本發(fā)明相聯(lián)系的情況下，不再需要為現(xiàn)有的電網(wǎng)補充裝配類型B的故障電流保護開關——該故障電流保護開關不僅能夠在交流電流-故障電流時觸發(fā)而且能夠在直流電流-故障電流時觸發(fā)，因為現(xiàn)有的類型A或者類型AC的故障電流保護開關被置入到了下述的狀態(tài)中：即使在出現(xiàn)純的直流電流-故障電流的情況下也被觸發(fā)。為此，根據(jù)本發(fā)明設置的是，識別出在整流單元的初級側處可能出現(xiàn)的直流電流-故障電流，并且在出現(xiàn)直流電流-故障電流時生成一交流電流-故障電流，該交流電流-故障電流被置于下述狀況中：能夠觸發(fā)所述故障電流保護開關。

相對于為整流單元配屬一自己的、類型B的故障電流保護開關的可能性，根據(jù)本發(fā)明的裝置相比較來說容易實施，因為這個裝置不需要自己的、用于中斷電流的器件。電流的中斷由在電網(wǎng)中已經(jīng)存在的故障電流保護開關來實施。

另外，所述故障電流保護開關的、正常的功能被定期地通過用于將插座的電壓切斷的使用來進行檢查。

另外，利用按照規(guī)定地被裝備的耗電器，能夠將每個任意的插座作為能量源來使用，而不會非故意地傷害其他使用者的身體和生命，它們偶然并且無意識地使用相同的電路。

附圖簡要說明

本發(fā)明的實施例示出在附圖中，并且在接下來的描述中進一步被闡述。唯一的附圖示出了帶有根據(jù)本發(fā)明的裝置的、示例性的充電設備的示意性的視圖。所述附圖僅示意性地示出了本發(fā)明的主題。

圖1示出了一種充電設備12，該充電設備被設置用來為車輛40的能量存儲器42充電。對此，所述充電設備12與交流電網(wǎng)34連接，該交流電網(wǎng)通過保險絲盒30連接在公共的電網(wǎng)32處。所述交流電網(wǎng)34能夠是指住宅電網(wǎng)的電路。過電流保護器36以及故障電流保護開關38作為保護裝置容納在所述保險絲盒30中。

設置了所述過電流保護器36，當在交流電網(wǎng)34中的電流超過了允許的值時就中斷在交流電網(wǎng)34中的電流。在德國，在住宅電網(wǎng)的電路的情況中，所述交流電網(wǎng)34的單個的電路通常以16安培進行保障，就是說當在所述交流電網(wǎng)34中的電流超過了16安培時，所述過電流保護器36被觸發(fā)。所述故障電流保護開關38實施為例如類型A的故障電流保護開關，如同它在德國通常用于家用設備的那樣。所述故障電流保護開關38識別正弦形的、就是說交流電流-故障電流，以及脈沖形的直流電流-故障電流。如果獲取到一種具有位于交流電流-觸發(fā)閾值之上的電流強度的故障電流、尤其是一種交流電流-故障電流，那么所述故障電流保護開關38就將所述交流電網(wǎng)34的電壓切斷。在通常使用的故障電流保護開關中，交流電流-觸發(fā)閾值是大約30mA。在此，不僅中性導體而且相位都被分開。在此，保護導體或者說接地導體不被分開。

在此，不僅所述過電流保護器36而且所述故障電流保護開關38都如此設置：它們能夠在排除故障之后由使用者復位或者說再次接通。

充電設備12包括整流單元14，該整流單元具有初級側13和次級側15。所述整流單元14利用它的初級側13與所述交流電網(wǎng)34連接，并且所述次級側15在圖1示出的情況中通過充電線纜44與所述車輛40的能量存儲器42連接。

另外，一種測量單元16位于所述整流單元14的初級側13處，該測量單元設置用來獲取一種直流電流-故障電流。對此，所述測量單元16在所述整流單元14的初級側13處測量流動著的交流電流的直流分量的電流強度。因為在正常情況下，交流電流不具有直流分量，所以在出現(xiàn)直流分量時可以推斷出出現(xiàn)了故障。

所述測量單元16將測量出的直流電流-故障電流與預先規(guī)定的直流電流-觸發(fā)閾值進行比較。如果測量出的直流電流-故障電流大于或者等于所述直流電流-觸發(fā)閾值，那么就由所述測量單元16來激活一種觸發(fā)單元18。為此，所述觸發(fā)單元18與所述測量單元16通過導線19進行連接。所述直流電流-觸發(fā)閾值例如是6mA。

在所示出的實施例中，所述觸發(fā)單元18包括兩個電地可操縱的開關20和20'以及一個歐姆電阻22。所述觸發(fā)單元18在一側與所述交流電網(wǎng)34的導通電流的導體中的一個導體連接，并且在另一側與保護導體35連接。因為貿易上慣用的插接裝置能夠沒有首選方向地進行插接，所以所述觸發(fā)單元（18）兩極地實施，從而使得用于產(chǎn)生觸發(fā)故障電流的所述兩個電可操縱的開關20、20'能夠依次被接通。如果所述極性明確地預先規(guī)定了，那么相反唯一的電可操縱的開關20就足夠了，該唯一的電可操縱的開關與所述交流電網(wǎng)34的被稱為相位的導體連接。

如果激活了所述觸發(fā)單元18，那么所述電可操縱的開關20就閉合，從而使得電流由所述交流電網(wǎng)34通過電阻22流入到所述保護導體35中。在此，如此設計所述電阻22的大小，使得所述在閉合所述電可操縱的開關20之后表現(xiàn)為交流電流-故障電流的、流動著的交流電流大于所述故障電流保護開關38的交流電流-觸發(fā)閾值。在交流電網(wǎng)34中的電壓為230V時，所述電阻22例如是6kΩ，以便產(chǎn)生大約38mA的交流電流-故障電流。如果在操縱了開關20之后，由所述測量單元16沒有識別出交流電流-故障電流的話，這個開關就再次斷開，并且閉合另一個開關20'。

所述觸發(fā)單元18和測量單元16共同構成了用于識別直流電流-故障電流的裝置10。通過設置這個裝置10，不能夠單獨識別出直流電流-故障電流的故障電流保護開關38被帶入到下述狀態(tài)中：在出現(xiàn)直流電流-故障電流時，在所述整流單元14的初級側13處觸發(fā)。借此，即使沒有以所謂的交直流敏感的故障電流保護開關或者說類型B的故障電流保護開關來替換所述故障電流保護開關38，也實現(xiàn)了預防故障電流的全面的保護。

除了所述具有裝置10的所描述的示例性的伴隨充電設備12的應用以外，在其他的實施方式中也能夠考慮的是，所述裝置10與其他的、利用被接通的整流器或者利用直流電流中間電路來工作的設備或者機器相聯(lián)系地使用。這包括例如帶有所謂的變頻器控制器的設備和機器、例如清洗機和電梯，以及所有的、由交流電流來生成直流電流的、并且不具有合適的在初級側的電流切斷器的耗電器。

本發(fā)明并不限制于在此所描述的實施例和在本文中所強調的方面。更確切的說，在由權利要求所給出的范圍里，處于專業(yè)人員的手段的框架內的大量的改變方案是可能的。