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CN118043921A - 保护开关设备和方法 - Google Patents

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CN118043921A
CN118043921A CN202280065256.3A CN202280065256A CN118043921A CN 118043921 A CN118043921 A CN 118043921A CN 202280065256 A CN202280065256 A CN 202280065256A CN 118043921 A CN118043921 A CN 118043921A
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CN
China
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voltage
low
current
unit
resistance
Prior art date
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Pending
Application number
CN202280065256.3A
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English (en)
Inventor
M·坦豪瑟
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.)
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/547Combinations of mechanical switches and static switches, the latter being controlled by the former
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/548Electromechanical and static switch connected in series

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  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Protection Of Static Devices (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于保护低压电路的保护开关设备,具有:‑确定低压电路的电流的大小;‑能够通过机械手柄操作的机械分离触点单元,从而能够切换用于避免电流流动的触点断开或用于低压电路中的电流流动的触点闭合;‑电子中断单元,其在电路侧与机械分离触点单元串联连接并且能够通过基于半导体的开关元件切换到开关元件的高阻状态以避免电流流动或切换到开关元件的低阻状态以用于低压电路中的电流流动;‑将所确定的电流的大小与电流界限值进行比较,并且在超过电流界限值时启动低压电路中的电流流动的避免。根据本发明,在保护开关设备的触点闭合和电子中断单元是低阻的情况下,当低压电路出现电压降低状态时,电子中断单元变为高阻。在脱离电压降低状态之后,电子中断单元再次变为低阻。

Description

保护开关设备和方法
技术领域
本发明涉及具有根据权利要求1的前序部分所述的电子中断单元的用于低压电路的保护开关设备的技术领域以及一种具有根据权利要求17的前序部分所述的电子中断单元的用于低压电路的保护开关设备的方法。
背景技术
低压是指交流电压高达1000伏或直流电压高达1500伏的电压。低压特别是指大于小电压的电压,小电压的值为50伏交流电压或120伏直流电压。
低压电路或低压电网或低压系统是指额定电流或标称电流直至125安培、更特别是直至63安培的电路。低压电路特别是指额定电流或标称电流直至50安培、40安培、32安培、25安培、16安培或10安培的电路。提到的电流值特别是指额定电流、标称电流或/和关断电流、即在正常情况下引导通过电路的最大电流,或者电路通常中断的电流,例如通过保护装置、诸如保护开关设备或线路保护开关或断路器中断的电流。
线路保护开关是从很久前就已知的过流保护装置,其在电气安装技术中应用在低压电路中。线路保护开关保护线路免受由电流过高和/或短路引起的发热而造成的损坏。线路保护开关可以在过载和/或短路的情况下自动关断电路。线路保护开关是一种非自动复位的保险丝元件。
与线路保护开关不同的是,断路器的电流被设置为大于125安培,在某些情况下也从63安培开始。因此,线路保护开关的结构更简单并且更精致。线路保护开关通常具有用于如下固定可能性,即固定在所谓的顶帽式导轨(支承导轨,DIN导轨,TH35)上。
线路保护开关采用机电结构。在壳体中,它们具有用于中断(触发)电流的机械开关触点或工作电流触发器。通常,双金属保护元件或双金属元件用于在长时间过流(过流保护)或热过载(过载保护)的情况下触发(中断)。具有线圈的电磁触发器用于在超过过流界限值或在发生短路(短路保护)的情况下短时间地触发。设置一个或多个灭弧室或用于灭弧的装置。此外,设置用于要保护的电路的导体的连接元件。
具有电子中断单元的保护开关设备是相对较新的发展。保护开关设备具有基于半导体的电子中断单元。也就是说,低压电路的电流引导通过半导体器件或半导体开关,该半导体器件或半导体开关可以中断电流或切换为导电。具有电子中断单元的保护开关设备还通常具有机械分离触点系统,其特别是根据低压电路的相关标准具有分离特性,其中机械分离触点系统的触点串联连接到电子中断单元,即要保护的低压电路的电流既引导通过机械分离触点系统又引导通过电子中断单元。
本发明尤其涉及低压交流电路,其具有交流电压,其通常具有频率f的取决于时间的正弦交流电压。交流电压的瞬时电压值u(t)的时间依赖关系通过如下等式来描述:
u(t)=U*sin(2π*f*t)
其中:
u(t)=时间t处的瞬时电压值
U=电压的幅度
谐波交流电压可以通过指针的旋转来表示,指针的长度对应于电压的幅度(U)。在此,瞬时偏转是指针在坐标系上的投影。振荡周期对应于指针的完全旋转,并且其全角为2π(2Pi)或360°。角频率是这个旋转指针相角的变化率。谐波振荡的角频率总是其频率的2π倍,即:
ω=2π*f=2π/T=交流电压的角频率(T=振荡的周期持续时间)
角频率(ω)的说明相对于频率(f)通常是优选的,因为许多振动理论公式由于三角函数的出现可以借助角频率来更紧凑地表示,根据定义,三角函数的周期为2π:
u(t)=u*sin(ωt)
在时间上不恒定的角频率的情况下,也使用术语瞬时角频率。
在正弦的、特别是在时间上恒定的交流电压的情况下,根据角速度ω和时间t的、取决于时间的值对应于取决于时间的角度该角度也称为相角/>也就是说,相角周期性地通过0...2π或0°...360°的范围。也就是说,相角周期性地呈现0和2π或0°和360°之间的值/>或/> 由于周期性;缩写为:/>).
因此,瞬时电压值u(t)指的是在时间点t的电压的瞬时值,即,在正弦(周期性的)交流电压的情况下指的是关于相角的电压的值(/>或/>针对相应的周期)。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,改进上述类型的保护开关设备,特别是改进这种保护开关设备的功能性或实现用于这种保护开关设备的新型方案。
上述技术问题通过具有权利要求1的特征的保护开关设备以及通过根据权利要求17的方法来解决。
根据本发明提供了一种用于保护低压电路、特别是低压交流电路的保护开关设备,具有:
-壳体,具有用于低压电路的导体的电网侧的接头和负载侧的接头,
-特别是(第一)电压传感器单元,用于确定低压电路的电压的大小,
-电流传感器单元,用于确定低压电路的电流的大小,
-机械分离触点单元,其可以通过机械手柄操作和切换,从而能够(通过手柄)切换用于避免电流流动的触点断开或用于低压电路中的电流流动的触点闭合,因此可以切换低压电路中的(特别是)电流隔离;
在机械分离触点单元中,触点的断开也可以被称为断路,触点的闭合也可以被称为接合;
-电子中断单元,该电子中断单元在电路侧与机械分离触点单元串联连接,并且该电子中断单元可以通过基于半导体的开关元件切换到开关元件的(特别是不导通的)高阻状态以避免电流流动或切换到开关元件的(导通的)低阻状态以用于低压电路中的电流流动;
在电子中断单元中,开关元件的(特别是不导通的)高阻状态(以避免电流流动)也称为关断状态(过程:关断),开关元件的(导通的)低阻状态(以用于电流流动)被称为接通状态(过程:接通);
-控制单元,其与(第一)电压传感器单元、电流传感器单元、机械分离触点单元和电子中断单元连接,其中,当超过电流界限值或电流-时间界限值时(即在超过电流界限值持续特定时间段时),启动低压电路的电流流动的避免,特别是以便避免短路电流。
根据本发明,保护开关设备被设计为,使得在保护开关设备的触点闭合和电子中断单元是低阻的情况下,当低压电路出现电压降低状态时,电子中断单元变为高阻,并且在脱离电压降低状态之后,电子中断单元再次变为低阻。
特别地,电压降低状态是低压电路的无电压或近似无电压的状态。
也就是说,在该示例中,当保护开关设备的触点闭合时,在低压电路的(近似)无电压的状态下,电子中断单元是高阻的。在重新施加电压之后,电子中断单元变为低阻。
电子中断单元变为高阻和低阻(由于电压降低状态或电压降低状态消除)与保护开关设备的、特别是控制单元的与电网电压相关的工作能力相关,特别是与保护功能的电网电压相关性相关,例如当超过电流界限值或电流-时间界限值时避免低压电路的电流流动。
也就是说,当低压电路出现电压降低状态时,在保护开关设备的与电网电压相关的工作能力停止之前,电子中断单元变为高阻。在脱离电压降低状态之后,只有在保护开关设备的与电网电压相关的工作能力开始之后,电子中断单元才重新变为低阻。
特别地,电压降低状态是低压电路的无电压或近似无电压的状态。
也就是说,例如在保护开关设备的触点闭合时,在低压电路的(近似)无电压的状态下,电子中断单元是高阻的。在重新施加电压之后,电子中断单元变为低阻。
这具有特别的优点,即在低压电路中的电压降低状态或电压消失之后,保护开关设备自动地再次实现电流流动(当该保护开关设备事先接通/触点闭合时)。有利地,不需要单独接通保护开关设备,单独接通保护开关设备在电压消失之后在大量保护开关设备的情况下很快变得开销高。
本发明的有利的设计方案在从属权利要求和实施例中给出。
在本发明的一种有利的设计方案中,电压降低状态的上界限小于或等于保护开关设备的运行电压范围的下界限。
在具有230伏特的运行电压或额定电压的低压电路中,运行电压范围的下界限例如是在50伏特至196伏特的范围中的值(在230伏特的额定电压的情况下为额定电压的85%),即例如50V、60V、70V、80V、85V、90V、100V、110V、115V、120V、130V、140V、150V、160V、170V、180V、190V、196V。
有利地,保护开关设备中的电压降低范围的上界限可以是可配置的,例如根据上述范围中的值,通常是小于额定电压的值。
替换地,运行电压范围的下界限可以有利地是(保护)小电压(通常例如50伏特交流电压或120伏特直流电压)的最高值。
因此,保护开关设备可以被设计为,使得在保护开关设备的触点闭合(接合状态)和电子中断单元是低阻(接通状态)的情况下,当出现低压电路的电压降低状态时(即,例如,a)低于运行电压范围,b)处于无电压状态,或c)小于保护小电压的最大值),电子中断单元变为高阻。在脱离电压降低状态(电压重新出现;重回运行电压范围;特别是无故障状态)之后,电子中断单元重新变为低阻。
这具有特别的优点,即,保护开关设备一方面自动地再次实现电流流动(当保护开关设备事先接合/触点闭合时)。有利地,不需要单独接通保护开关设备,单独接通保护开关设备在电压消失之后在大量保护开关设备的情况下很快变得开销高。另一方面,保护开关设备在任何时候都建立低压电路的安全状态。如果保护开关设备在运行电压范围内,则通过保护开关设备确保保护开关设备的保护功能。如果低压电路的电压低于保护开关设备的运行电压范围,则建立高阻状态,从而在低压电路中不能施加未受保护的危险电压(即使该电压小于额定电压)。如果再次脱离电压降低状态,也就是说,电压例如位于运行电压范围内,则通过保护开关设备再次提供保护开关设备的保护功能。因此,在任何时候都提供安全状态。有利地,可以适配/配置运行电压范围(下)界限。
在本发明的一种有利的设计方案中,保护开关设备可以被配置为,使得保护开关设备的特性在脱离电压降低状态之后是可调节/可配置的。特别地,保护开关设备可以被配置为,使得在脱离电压降低状态之后,电子中断单元变为低阻或保持高阻是可调节/可配置的。
这具有特别的优点,即用户可以有意识地配置保护开关设备的特性。
设置“在脱离电压降低状态之后保持高阻”尤其对于危险的设施或危及安全的应用可能是有利的,设置“在脱离电压降低状态之后变为低阻”尤其对于具有高的所需的设施可用性的设施可能是有利的。
在本发明的一种有利的设计方案中,在脱离电压降低状态之后,只有当检查功能允许开关元件的低阻状态时,电子中断单元才变为低阻。
这具有特别的优点,即,一方面实现提高的运行安全性,其中,例如具有故障的保护功能的设备(在该设备中,检查功能不允许低阻状态)不作为引导电流并承担保护功能的设备在电路中接通。
另一方面,引入了一种全新的运行方案,其中,保护开关设备的用户虽然可以接合该保护开关设备(即通过机械手柄闭合机械分离触点单元的触点),但是不能接通该保护开关设备(没有电子中断单元的开关元件的低阻状态)。接通仅通过保护开关设备本身实现。保护开关设备的接通,即低压电路中的电流流动,不能由用户强制。特别地,即使在保护开关设备的无故障状态下或在低压电路的无故障情况下(例如无短路),也不能由用户强制接通保护开关设备。特别是即使在电压消失或电压降低之后也不能。
在本发明的一种有利的设计方案中,设置有与控制单元连接的通信单元,该通信单元尤其输出关于在脱离电压降低状态之后电子中断单元变为低阻的消息。
此外,尤其可以在出现电压降低状态时输出关于电子中断单元变为高阻的消息。
这具有特别的优点,即可以将这样的事件报告给上级的控制装置或管理系统,从而给出关于电压消失或重新建立的运行准备/能量供应的信息。
在本发明的一种有利的设计方案中,在保护开关设备处设置有用于信息显示的显示单元,该显示单元与控制单元(SE)连接。显示单元尤其可以显示保护开关设备的开关状态。显示单元尤其可以显示关于在重新施加电压之后电子中断单元变为低阻的消息。
信息显示尤其可以显示电子中断单元(EU)的开关元件的开关状态或/和尤其显示机械分离触点单元(MK)的触点的位置。
这具有特别的优点,即用户可以快速地识别保护开关设备的状态,特别是电子中断单元的状态。特别地,有利地通知用户关于脱离电压降低状态或设备上重新建立的运行准备/能量供应的信息。
在本发明的一种有利的设计方案中,检查功能包括保护开关设备的工作能力的自测试,其中,检查保护开关设备的单元、特别是多个单元的至少一个部件、特别是多个部件,并且在单元、特别是多个单元的至少一个部件、特别是多个部件具有工作能力的情况下,允许(电子中断单元的)的低阻状态。
例如,对保护开关设备的单元的至少一个部件的工作能力的自测试可以在于,由单元的部件或单元(例如电压传感器单元或电流传感器单元)提供给控制单元的值、例如所确定的电压或电流的大小的值,不超过所定义的界限值(上界限值或/和下界限值)。
这具有特别的优点,即不接通具有故障或有缺陷的部件或单元的保护开关设备(不允许电流流过高阻的开关元件),从而在低压电路中实现提高的运行安全性。
在本发明的一种有利的设计方案中,电子中断单元在工作能力方面如下地被检查,即,基于半导体的开关元件是能正常工作的。
这例如可以通过如下方式实现,即,短时间地接通电子中断单元,也就是说,短时间地将基于半导体的开关元件切换为低阻。在此,短时间是指特定时间段,特别是小于1ms或小于5ms的时间段。
此外,短时间是指交流电压的相角的时间范围,在该时间范围中,交流电压的瞬时电压值u(t)、特别是瞬时电压值的绝对值小于特定的电压值,例如小于或等于50伏特。也就是说,只要瞬时电压值(的绝对值)(=电压的瞬时值)小于50伏特,就可以针对该时间间隔/该时间段或该时间间隔/时间段的一部分将用于检查工作能力的电子中断单元切换为低阻。在该短时间接通时所确定的电流的大小或(例如通过第二电压传感器单元所确定的)负载侧的接头上的电压的大小可以被分析,以便推断出电子中断单元或基于半导体的开关元件的工作能力。如果在短时间接通时在负载侧的接头上存在与在电网侧的接头上相同的电压大小,则例如电子中断单元或基于半导体的开关元件是能正常工作的(只要在负载侧的接头上不存在短路)。附加地,因此可以并行地分析电流的大小。
这具有特别的优点,即不接通具有故障或有缺陷的电子中断单元的保护开关设备(不允许电流流过高阻的开关元件),从而在低压电路中实现提高的运行安全性。此外,给出了检查电子中断单元的工作能力的简单的可能性。
在本发明的一种有利的设计方案中,电子中断单元在工作能力方面如下地被检查,即电子中断单元的诸如能量吸收器或过压保护元件之类的过压保护部件是能正常工作的。
检查例如可以通过如下方式进行,即,短时间地接通电子中断单元,也就是说,短时间地将基于半导体的开关元件切换为低阻,参见上文。通过监测电压或/和电流的大小可以进行检查,因为过压保护部件在这种开关过程中通常产生短时间的电流流动,该电流流动可以被分析。由此可以推断出工作能力。
这具有特别的优点,即不接通具有故障或有缺陷的电子中断单元的保护开关设备(不允许电流流过高阻的开关元件),从而在低压电路中实现提高的运行安全性。此外,给出了检查电子中断单元的部件的工作能力的简单的可能性。
在本发明的一种有利的设计方案中,(第一)电压传感器单元在其用于确定电压的大小的工作能力方面被检查。这例如可以一方面通过如下方式进行,即,(第一)电压传感器单元提供电压的大小的值,所述值不超过所定义的界限值(上界限值或/和下界限值)或者位于预期的值范围中。
替换地,这可以通过设置第二电压传感器单元来实现,例如电网侧的接头处的第一电压传感器单元和负载侧的接头处的第二电压传感器单元,其中,两个电压值彼此比较,特别是在电子中断单元断开/接通(以及触点闭合)的情况下。例如在电子中断单元接通的情况下,由电压的大小的相应的偏差可以推断出用于确定电压的大小的工作能力。如果例如电压差过高,则不存在工作能力。
这具有特别的优点,即不接通具有故障或有缺陷的电压传感器单元的保护开关设备(不允许电流流过高阻的开关元件),从而在低压电路中实现提高的运行安全性。此外,给出了检查单元、电压传感器单元或电子中断单元的工作能力的简单的可能性。
在本发明的一种有利的设计方案中,电流传感器单元在其用于确定电流的大小的工作能力方面被检查。
检查例如可以通过如下方式进行,即,短时间地接通电子中断单元,也就是说,短时间地将基于半导体的开关元件切换为低阻,参见上文。通过监测电流的大小,尤其在同时确定电压的大小的情况下,可以进行所确定的电流大小的检查。如果所确定的电流大小的值处于预期的值范围中,则例如存在工作能力,否则例如不存在工作能力。
这具有特别的优点,即不接通具有故障或有缺陷的电子中断单元的保护开关设备(不允许电流流过高阻的开关元件),从而在低压电路中实现提高的运行安全性。此外,给出了检查单元(单元的部件)、电流传感器单元的工作能力的简单的可能性。
在本发明的一种有利的设计方案中,保护开关设备被设计为,使得监测设备、单元或/和部件的温度。特别地,监测微处理器、基于半导体的开关元件或其他半导体元件的温度在此是有利的。
如果温度超过特定的温度界限值,则工作能力缺失或受到威胁。
这具有特别的优点,即不接通具有不能正常工作的单元或部件的保护开关设备(不允许电流流过高阻的开关元件),从而在低压电路中实现提高的运行安全性。
在本发明的一种有利的设计方案中,检查功能执行以下参数中的至少一个、特别是多个或全部的检查:
-检查是否超过电流界限值或/和电流-时间界限值,
-检查是否超过第一过压值或/和更高的第二过压值或/和更高的第三过压值,特别是在电网侧的接头的区域处或在电网侧的接头的区域中,
-检查是否低于第一欠压值,特别是在电网侧的接头的区域处或在电网侧的接头的区域中,
-检查是否超过第一温度界限值或/和更高的第二温度界限值或/和更高的第三温度界限值,
-检查负载侧接头的参数,特别是检查是否低于负载侧的第一或/和第二电阻值或者负载侧的第一或/和第二阻抗值。
在此,过压或过压值是指超过有效的运行电压。不是指过压下降(überspannungsdip)的大小,例如在所谓的突发或浪涌的情况下,该突发或浪涌典型地可以为4kV或8kV(在230伏特或400伏特电网的情况下),和所谓的电网过压(即例如低压电路的标准电压的十倍)的情况下。
特别地,第一过压值可以比标准电压值高特定的百分比。例如在230伏特的标准电压值的情况下例如高10%,230V+10%。
特别地,第二过压值可以比标准电压值高特定的更高的百分比。例如在230伏特的标准电压值的情况下例如高20%,230V+20%。
特别地,第三过压值可以比标准电压值高特定的还更高的百分比。例如在230伏特的标准电压值的情况下例如高30%,230V+30%。
这具有特别的优点,即,例如保护开关设备不接通到具有偏差的标准电压(运行电压)的电网上或者不接通到具有错误参数的负载上。因此,例如在将例如230伏特保护开关设备错误地连接到例如电压为40伏特的两个相上的情况下,就可以识别和避免缺失的保护,以及避免以过高的电压对负载进行错误供电。同样可以避免与此相关联的保护开关设备的潜在损坏。以类似的方式,可以在接合全电源电压之前识别并避免接通到短路。以类似的方式,在电压过低的情况下(115伏特电网中的230伏特设备)可以避免问题和缺失的保护。因此,在低压电路中实现了提高的运行安全性。
在本发明的一种有利的设计方案中,根据前面的实现方案:
在超过第一过压值时,输出过压信息,
在超过第二过压值时,电子中断单元变为高阻,
在超过第三过压值时,通过机械分离触点单元断开触点(断路),
在低于第一欠压值时,输出欠压信息或/和电子中断单元保持高阻(特别是在第三欠压界限值的情况下),特别是只要电压大小大于第二欠压值,
在超过第一温度界限值时,输出温度信息,
在超过第二温度界限值时,电子中断单元变为高阻,
在超过第三温度界限值时,断开触点(断路),
在低于负载侧的第一电阻值或负载侧的第一阻抗值时,输出阻抗信息,或者
在低于负载侧的第二电阻值或负载侧的第二阻抗值时,电子中断单元保持高阻。
这具有特别的优点,即根据超过或低于特定的所定义的参数来执行分级地定义的措施-警告-保持高阻-电流隔离。因此,在低压电路中实现了提高的运行安全性。
在本发明的一种有利的设计方案中,在分离触点单元闭合(或接合)和中断单元是低阻的情况下,以及
-在所确定的电流超过第一电流阈值的情况下、特别是超过第一电流阈值持续第一时间段的情况下,电子中断单元变为高阻并且机械分离触点单元保持闭合。
进一步地,可以:
-在所确定的电流超过第二电流阈值的情况下、特别是超过第二电流阈值持续第二时间段的情况下,电子中断单元变为高阻并且机械分离触点单元断开。
进一步地,可以:
-在所确定的电流超过第三电流阈值的情况下,电子中断单元立即或几乎立即变为高阻。替换地,可以附加地断开机械分离触点单元。
这具有特别的优点,即,存在用于根据本发明的保护开关设备的分级的关断方案。
在本发明的一种有利的设计方案中,保护开关设备被设计为,使得确定触点的位置信息(断开/闭合)并传送到控制单元SE。位置信息例如可以通过与控制单元连接的第一位置传感器来确定。
在本发明的一种有利的设计方案中,保护开关设备被设计为,使得确定手柄的位置(断开/闭合)的手柄信息并传送到控制单元SE。手柄信息例如可以通过与控制单元连接的第二位置传感器来确定。
在本发明的一种有利的设计方案中,保护开关设备被设计为,使得机械分离触点单元的触点可以通过控制单元断开、但不能闭合。
这具有特别的优点,即在低压电路中实现提高的运行安全性,特别是不可能实现远程的电子接合。
在本发明的一种有利的设计方案中,进行机械分离触点单元的触点位置的(机械)显示。
这具有特别的优点,即在无能量的状态下也可以目视检查触点位置。因此,在低压电路中实现了提高的运行安全性。
在本发明的一种有利的设计方案中,机械分离触点单元具有自由触发装置,使得当在触点的闭合过程开始之后启动触点的断开时,即使继续维持闭合过程,触点也返回到断开位置中。
或者换句话说,当在触点的闭合开始之后开始触点的断开时,即使通过手柄维持触点的闭合过程不变,运动触点也返回到断开位置并且保持在该断开位置中。
这具有特别的优点,即在低压电路中实现提高的运行安全性。在接合到未识别到的(未知的)短路上时,用户操作机械分离触点单元的手柄并且因此想要闭合触点。然而,在短路时,触点必须断开,这与操作方向(通过用户闭合触点)相反。只有反向于操作方向(快速)断开触点才能防止更大的错误。
在本发明的一种有利的设计方案中,保护开关设备具有差电流传感器,用于确定低压电路中的差电流。
这具有特别的优点,即可以在保护开关设备中实施和实现另外的功能性。因此,保护开关设备可以扩展出故障电流识别功能。提供了一种紧凑的多方面的保护开关设备。
根据本发明,要求保护一种针对具有电子(基于半导体的)开关元件的用于低压电路的保护开关设备的相应的方法,具有相同的和其它的优点。
针对用于保护低压电路的保护开关设备的方法,具有:
-确定低压电路的电流的大小,
-机械分离触点单元,其可以通过机械手柄操作,从而能够切换用于避免电流流动的触点断开或用于低压电路中的电流流动的触点闭合,
-电子中断单元,该电子中断单元在电路侧与机械分离触点单元串联连接,并且该电子中断单元可以通过基于半导体的开关元件切换到开关元件的高阻状态以避免电流流动或切换到开关元件的低阻状态以用于低压电路中的电流流动,
-将所确定的电流的大小与电流界限值进行比较,并且在超过电流界限值时启动低压电路的电流流动的避免,以便避免短路电流。
根据本发明,在保护开关设备的触点闭合和电子中断单元是低阻的情况下,在低压电路出现电压降低状态时,电子中断单元变为高阻。在脱离电压降低状态之后,电子中断单元再次变为低阻。
根据本发明,要求保护一种相应的计算机程序产品。该计算机程序产品包括指令,在由微控制器执行程序时,该指令促使微控制器使保护开关设备的电子中断单元变为低阻。微控制器是保护开关设备、特别是控制单元的一部分。
根据本发明,要求保护一种相应的计算机可读的存储介质,在其上存储计算机程序产品。
根据本发明,要求保护一种传输计算机程序产品的相应的数据载体信号。
所有设计方案,无论是引用权利要求1或17,还是仅引用权利要求的单个特征或特征组合,特别是从属装置权利要求对独立方法权利要求的引用,都引起保护开关设备的改进、特别是保护开关设备的功能性的改进,并且提供用于保护开关设备的新方案。
附图说明
结合下面对结合附图详细阐述的实施例的描述更清楚且明晰地理解所描述的本发明的特点、特征和优点以及其实现方式。
在此在附图中:
图1示出了保护开关设备的第一图示,
图2示出了保护开关设备的第二图示,
图3示出了保护开关设备的第三图示,
图4示出了保护开关设备的状态的图示,
图5示出了保护开关设备的第四图示。
具体实施方式
图1示出了用于保护低压电路的保护开关设备SG的图示,该保护开关设备具有壳体GEH,该保护开关设备具有:
-用于低压电路的导体的接头,特别是用于保护开关设备SG的电网侧、特别是能量源侧的接头EQ的电网侧的第一接头L1、N1,以及用于保护开关设备SG的负载侧的、特别是能量吸收侧(在无源负载的情况下)的接头ES(耗电器侧接头)的负载侧的第二接头L2、N2,其中特别可以设置相导体侧的接头L1、L2和中性导体侧的接头N1、N2;
负载侧的接头L2、N2可以具有无源负载(耗电器)或/和有源负载((另外的)能量源),或者是例如在时间顺序上既是无源也是有源的负载;
-(第一)电压传感器单元SU,用于确定低压电路的电压的大小,从而特别是提供瞬时(与相角相关的)电压值DU,
-电流传感器单元SI,用于确定低压电路的电流的大小,以获得特别是瞬时(与相角相关的)电流值DI,
-机械分离触点单元MK,其尤其可以通过机械手柄操作和切换,从而能够(通过手柄)切换用于避免电流流动的触点断开或用于低压电路中的电流流动的触点闭合,因此可以切换低压电路中的(特别是)电流隔离;
在机械分离触点单元MK中,触点的断开也被称为断路,触点的闭合也被称为接合;
-电子中断单元EU,该电子中断单元在电路侧与机械分离触点单元串联连接,并且该电子中断单元通过基于半导体的开关元件具有开关元件的高阻状态以避免电流流动和开关元件的低阻状态以用于低压电路中的电流流动;
在电子中断单元EU中,开关元件的高阻状态(以避免电流流动)也称为关断状态(过程:关断),开关元件的(导通的)低阻状态(以用于电流流动)被称为接通状态(过程:接通);
-控制单元SE,其与(第一)电压传感器单元SU、电流传感器单元SI、机械分离触点单元MK和电子中断单元EU连接,其中,当超过电流界限值或电流-时间界限值时(即当超过电流界限值持续特定时间段时),启动低压电路的电流流动的避免,特别是以便避免短路电流。
电网侧的接头L1、N1在该示例中一方面与机械分离触点单元MK连接。机械分离触点单元MK另一方面与电子中断单元EU连接。电子中断单元EU另一方面与负载侧的接头L2、N2连接。然而,也可以电子中断单元EU布置在电网侧并且机械分离触点单元MK布置在负载侧。机械分离触点单元和电子中断单元EU设置为串联电路。
(第一)电压传感器单元SU和电流传感器单元SI布置在机械分离触点单元MK和电子中断单元EU之间。
第二电压传感器单元(SU2)可以布置在电子中断单元EU和负载侧接头L2、N2之间。
保护开关设备SG可以具有带有电源件NT的能量供应装置(在图1中未示出)。电源件NT一方面与低压电路的导体连接,优选地与机械分离触点系统MK和电子中断单元EU之间的导体连接。电源件NT另一方面用于控制单元SE或/和电子中断单元EU以及必要时第一(或/和第二)电压传感器SU或/和电流传感器S1的能量供应。
机械分离触点单元可以被设计为,使得确定触点的位置信息(断开/闭合)并传送到控制单元SE,例如通过位置信号POSI(参见图2)。位置信息例如可以通过第一位置传感器来确定,该第一位置传感器尤其设置在机械分离触点单元中或设置在机械分离触点单元处,该机械分离触点单元与控制单元连接。
替换地或附加地,可以确定手柄的位置(断开/闭合)的手柄信息并传送到控制单元SE(通过手柄位置信号(未示出))。手柄信息例如可以通过与控制单元连接的第二位置传感器来确定。
保护开关设备SG、特别是控制单元SE可以具有微控制器(=微处理器),计算机程序产品在该微控制器上运行,该计算机程序产品包括指令,在通过微控制器执行程序时,该指令促使微控制器在脱离电压降低状态之后使电子中断单元变为低阻。此外,能够实现可配置性或/和执行用于保护开关设备的检查功能(如上文和下文所述)。
计算机程序产品可以有利地存储在计算机可读的存储介质、例如U盘、CD-ROM等上,以便例如使得能够升级到扩展版本。
替换地,计算机程序产品也可以有利地通过数据载体信号来传输。
控制单元SE可以:
*利用数字电路、例如利用(另外的)微处理器实现;(另外的)微处理器还可以包括模拟部分;
*利用具有模拟电路部分的数字电路实现。
保护开关设备SG、特别是控制单元SE被设计为,使得当超过电流界限值或电流-时间界限值时(即当超过电流界限值持续特定时间段时),启动低压电路的电流流动的避免,特别是以便避免短路电流。这特别是通过电子中断单元EU从低阻状态变换到高阻状态来实现。
例如通过从控制单元SE发送到电子中断单元EU的第一中断信号TRIP来启动低压电路的电流流动的避免,如图1所示。
根据图1,电子中断单元EU被绘制为两个导体中的方块。在第一变型方案中,这意味着两个导体都没有中断。至少一个导体、特别是有源导体或相导体具有基于半导体的开关元件。中性导体可以是无开关元件的,即没有基于半导体的开关元件。也就是说,中性导体是直接连接的,即不会变为高阻。也就是说,只有(相导体的)一个单极中断。如果设置另外的有源导体/相导体,则在电子中断单元EU的第二变型方案中,相导体具有基于半导体的开关元件。中性导体是直接连接的,即不会变为高阻。例如用于三相交流电路。
在电子中断单元EU的第三变型方案中,中性导体也可以具有基于半导体的开关元件,即在电子中断单元EU中断时,两个导体都变为高阻。
电子中断单元EU可以具有半导体器件、如双极晶体管、场效应晶体管(FET)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、金属氧化物层场效应晶体管(MOSFET)或其他(自换向)功率半导体。特别地,IGBT和MOSFET由于其低的导通电阻、高的结电阻和良好的开关行为,特别适合于根据本发明的保护开关设备。
在第一变型方案中,机械分离触点系统MK可以单极中断。也就是说,两个导体中只有一个导体、特别是有源导体或相导体被中断、即具有机械触点。因此,中性导体是无触点的,即中性导体直接连接。
如果设置另外的有源导体/相导体,则在第二变型方案中,相导体具有机械分离触点系统的机械触点。在第二变型方案中,中性导体直接连接。例如用于三相交流电路。
在机械分离触点系统MK的第三变型方案中,中性导体同样具有机械触点,如图1所示。
机械分离触点系统MK特别是指(符合标准的)分离功能,其通过分离触点系统MK实现。分离功能是指以下几点:
-根据标准的最小空气距离(触点的最小距离),
-机械分离触点系统的触点的触点位置指示,
-机械分离触点系统的操作始终是可能的(没有分离触点系统的锁止)。
关于分离触点系统的触点之间的最小空气距离,该最小空气距离基本上取决于电压。其他参数是污染程度、场类型(均匀,非均匀)和气压或高于标准零点的高度。
对于该最小空气距离或爬电距离有相应的规定或标准。这些规定例如在空气中针对冲击耐压强度规定了最小空气距离,其依据污染程度用于不均匀的和均匀的(理想的)电场。冲击耐压强度是施加相应的冲击电压时能够承受的强度。只有在存在该最小长度(最小距离)的情况下,分离触点系统或保护开关设备才具有分离功能(分离器特性)。
在此,在本发明的意义上,对于分离器功能及其特性,标准系列DIN EN 60947或者IEC 60947是相关的,在此通过引用的方式参考。
分离触点系统的特征有利地在于,依据额定冲击耐压强度和污染程度,断开的分离触点在关断位置(断开的位置,断开的触点)中的最小空气距离。最小空气距离尤其在(最小)0.01mm与14mm之间。尤其有利地,最小空气距离在0.33kV时的0.01mm与12kV时的14mm之间,尤其对于污染程度1以及尤其对于不均匀场。
有利地,最小空气距离可以具有以下值:
E DIN EN 60947-1(VDE 0660-100):2018-06
表13-最小空气距离
污染程度和场类型对应于在标准中定义的污染程度和场类型。由此可以有利地实现根据额定冲击耐压强度确定尺寸的符合标准的保护开关设备。
替换地或附加地,机械分离触点单元MK可以通过控制单元SE进行控制,以便在超过电流界限值或电流-时间界限值时启动低压电路的电流流动的避免。特别地,在此可能引起电流隔离。例如通过从控制单元SE发送到机械分离触点系统MK的第二中断信号TRIPG启动电流流动的避免或低压电路的可能的电流中断,如图1所示。特别地,触点的断开不能通过手柄锁止,也就是说,即使在手柄锁止(触点闭合)的情况下,触点也被断开(所谓的自由的触发/自由触发)。
在一种有利的设计方案中,在所确定的电流大小超过第二电流阈值的情况下,尤其通过机械分离触点单元MK来启动低压电路的中断。
第二电流阈值例如对应于符合标准的电流(时间)界限值,即例如根据标准IEC60947或IEC 60898的用于保护设备的I(t)特性曲线。本领域技术人员根据当前应用/申请选择所选择的电流(时间)界限值。
类似地,例如可以根据标准的电流-时间界限值来选择第三电流阈值,即根据例如根据标准IEC 60947或IEC 60898的用于保护设备的I-t特性曲线。本领域技术人员根据当前应用/申请选择所选择的电流-时间界限值。
根据本发明,保护开关设备SG被设计为,使得电子中断单元EU在断路状态下,即当机械分离触点单元MK的触点断开时,是高阻的。如果保护开关设备SG的用户操作机械手柄用于接通过程,以便闭合触点,则尤其在触点闭合(即接合)之后执行检查功能。如果检查功能提供肯定的结果,则电子中断单元EU变为低阻。否则不变为低阻。
也就是说,只有当检查功能允许开关元件的低阻状态时,电子中断单元EU才变为低阻。
此外,根据本发明,保护开关设备SG被设计为,使得在保护开关设备的触点闭合的情况下,在低压电路出现电压降低状态时,电子中断单元变为高阻。在脱离电压降低状态之后,电子中断单元又变为低阻。即,例如在低压电路中的电压消失之后,通过电子中断单元EU自动地变为低阻,在低压电路中又自动地建立(潜在的)电流流动。
在脱离电压降低状态之后,保护开关设备的特性可以是可配置的。也就是说,在脱离电压降低状态之后,尤其可以配置电子中断单元变为低阻或保持高阻。
配置可以包括时间部件。例如,针对电压降低状态持续低于第一持续时间,电子中断单元可以变为低阻。在电压降低状态持续超过第一持续时间的情况下,电子中断单元保持高阻。
第一持续时间可以在分钟范围或个位的小时范围内。
例如,第一持续时间可以为5小时。例如,当电压降低状态“仅”存在一分钟或数分钟或一小时或数小时时,可以允许变为低阻(重新接通)。例如,当电压降低状态存在超过4小时、5小时、6小时、7小时或8小时或一天或更长时间时,可以保持高阻状态。
有利地,在脱离电压降低状态之后,即例如在结束电压取消之后,只有当检查功能允许开关元件的低阻状态时,电子中断单元才变为低阻。
脱离电压降低状态的事件可以有利地在保护开关设备处通过显示单元进行显示或/和通过通信单元进行通信。同样地,出现电压降低状态的事件可以有利地在保护开关设备处通过显示单元进行显示或/和通过通信单元进行通信。
通信单元有利地与控制单元连接并且可以实现有线的或/和无线的通信,例如通过蓝牙或WLAN。
图2示出了根据图1的保护开关设备SG的图示,区别在于:
电子中断单元EU被设计为单极中断单元,
机械分离触点单元MK被设计为双极中断单元(电流中断),
设置有电源件NT,该电源件连接在机械分离触点单元MK和电子中断单元EU之间,
该电源件NT为控制单元SE供应能量(通过箭头表示)。
此外,还示出了位置信号POS1。
图3示出了根据图1或图2的保护开关设备SG的可能的外部视图。图3示出了可安装在顶帽式导轨上的保护开关设备SG,其宽度例如为1TE、1.5TE或2TE,具有双极接头(L、N)。
在电气安装和开关柜结构中,诸如保护开关设备、线路保护开关、故障电流保护开关等的安装设备的宽度以节距单位(简称TE)给出。节距单位的宽度为18mm。根据标准DIN43880:1988-12,设备的安装宽度应在17.5至18.0mm之间,或由该尺寸乘以0.5或其整数倍计算,即:k×0.5×18mm或k×0.5×17.5mm(其中,k=1、2、3、...)。
因此,例如单极线路保护开关具有1TE的宽度。根据DIN 43871“用于直至63A的安装设备的小型安装分配器”,电气安装分配器的内装件与节距单位相协调,例如与承载导轨/顶帽式导轨的宽度相协调。
图3示出了具有用于机械分离触点单元MK的手柄HH的保护开关设备SG。机械分离触点单元MK的手柄HH可以由用户操作,也就是说,可以进行接合和断路。根据图3的保护开关设备SG具有显示单元AE,用于保护开关设备SG处的信息显示。在根据图3的示例中,显示单元AE集成在手柄HH中。
显示单元AE例如具有(至少)一个发光二极管/亮光二极管、例如双色发光二极管,该双色发光二极管例如可以黄色闪烁或红色发光。在根据图3的示例中,发光二极管根据手柄的位置被部分地遮盖。
在图3中示出了保护开关设备SG的四个状态Z1、Z2、Z3、Z4。
在第一状态Z1中,保护开关设备SG被断路并关断,也就是说,机械分离触点单元MK断开并且电子中断单元EU是高阻的。显示单元AE例如显示绿色状态,例如通过彩色标记,在示例中显示在手柄HH的区域处或显示在手柄HH的区域中。
在第二状态Z2中,保护开关设备SG接合并关断,也就是说,机械分离触点单元MK闭合并且电子中断单元EU是高阻的。然而,保护开关设备SG不具有能量供应,因为例如低压电路是无电压的。显示单元AE例如显示黄色状态,例如通过彩色标记,在示例中显示在手柄HH的区域处或显示在手柄HH的区域中。
在第三状态Z3中,保护开关设备SG接合但仍关断,也就是说,机械分离触点单元MK闭合并且电子中断单元EU是高阻的。保护开关设备SG(在正常情况下)被供应能量。然而,保护开关设备SG尚未接通,即低压电路中的电流仍不能流动。在这种状态下,保护开关设备SG例如执行其检查功能。显示单元AE例如显示闪烁的黄色状态,例如通过闪烁的发光二极管,在该示例中显示在手柄HH的区域处或显示在手柄HH的区域中,如图3所示。
在第四状态Z4中,保护开关设备SG接合并接通,也就是说,机械分离触点单元MK闭合并且电子中断单元EU是低阻的。(保护开关设备SG(在正常情况下)被供应能量。)低压电路中的电流可以流动。在这种状态下,保护开关设备SG例如以肯定的结果结束了其检查功能。显示单元AE例如显示红色状态,例如通过发红光的发光二极管/亮光二极管,在该示例中显示在手柄HH的区域处或显示在手柄HH的区域中,如图3所示。在电压取消和重新建立(潜在的)电流流动或能量流动之后,在此除了“红色”显示之外或作为“红色”显示的替换,可以进行另外的显示,例如:
-同时的红色显示和黄色显示,
-同时的红色显示和橙色显示。
图4示出了保护开关设备SG的状态Z1、Z2、Z3、Z4的图示。在此,第二和第三状态Z2、Z3组合成模式控制(Modus Control)。也就是说,保护开关设备SG基本上具有三种模式。第一模式OFF(关闭),其中,机械分离触点单元MK断开并且电子中断单元EU是高阻的;第二模式CONTROL(控制),其中,机械分离触点单元MK闭合并且电子中断单元EU是高阻的;第三模式ON(开启),其中,机械分离触点单元MK闭合并且电子中断单元EU是低阻的。
从第一模式OFF到第二模式CONTROL的变换只能手动地由用户通过操作BT手柄来实现。从第二模式CONTROL返回到第一模式OFF的变换可以手动地由用户通过操作BT手柄并且可选地通过控制单元SE来实现。
从第二模式CONTROL到第三模式ON的变换和返回的变换只能通过保护开关设备SG本身“自动地”实现,通过自动的接通过程BE(或自动的关断过程,例如在满足短路条件的情况下)。特别地,从第二模式CONTROL到第三模式ON的变换不能被用户强制。
在脱离电压降低状态(例如电压消失)的情况下,经接合的保护开关设备根据设计方案自动地在重新施加电压之后返回到低阻状态/接通/第三状态ON。
检查功能具有对保护开关设备的工作能力的自测试。在该自测试中,检查保护开关设备SG的单元、特别是多个单元的至少一个部件、特别是多个部件。在受检查的部件或单元具有工作能力的情况下,允许低阻状态。
对保护开关设备的单元的至少一个部件的工作能力的自测试可以在于,由单元的部件或单元(例如电压传感器单元或电流传感器单元)提供给控制单元的值,例如所确定的电压或电流的大小的值,不超过所定义的界限值(上界限值或/和下界限值)。
另外的自测试可以在于,短时间地接通电子中断单元,即短时间地将基于半导体的开关元件切换为低阻。在此,短时间是指一个特定时间段,在该特定时间段内交流电压的瞬时电压值u(t)不超过例如50伏特的特定值。因此,例如可以在交流电压的过零点(0°)接合交流电压约444μs/直至8°(电子中断单元EU低阻),即直至达到最大50伏特的瞬时电压值。
替换地,也可以在约-8°(关于交流电压的过零点)接通,经过过零点并且在+8°时又关断,即关于约888μs。也就是说,接通时间段小于1ms、尤其小于0.9ms、更特别是大约0.8ms(或者分别是一半,分别取决于接通时间点)。
通过这种短时间的接通可以检查不同的单元或其部件:
-电子中断单元EU,
-电流传感器单元SI,
-电压传感器单元SU。
为了进一步检查,可以设置第二电压传感器单元SU2,该第二电压传感器单元设置在电子中断单元EU和负载侧的接头之间,即设置在负载侧的接头处,如图5所示。图5示出了根据图2的保护开关设备SG的图示,区别在于,设置了相应的第二电压传感器单元SU2。
如果在短时间接通时在负载侧的接头处存在与在电网侧的接头处相同的电压大小,则例如电子中断单元或基于半导体的开关元件是能正常工作的(只要在负载侧的接头处不存在短路)。替换地或附加地,可以并行地分析电流的大小。
由所确定的电流值和电压值可以推断出单元的工作能力。
此外,设备的自测试可以具有温度测量,例如微处理器或基于半导体的开关元件的温度测量。通过微处理器处的温度监测,例如可以检查控制单元。
除了设备的自测试之外,检查功能还可以具有对低压电路的测试,更特别是对负载侧的或电网侧的接头的测试。例如,可以执行以下参数中的至少一个、特别是多个或所有参数的检查:
-检查是否超过第一过压值或/和更高的第二过压值或/和更高的第三过压值,特别是在电网侧的接头的区域处或在电网侧的接头的区域中,
-检查是否低于第一欠压值,特别是在电网侧的接头的区域处或在电网侧的接头的区域中,
-检查负载侧的接头的参数,特别是检查是否低于负载侧的第一或/和第二电阻值或者负载侧的第一或/和第二阻抗值。
过压值和欠压值的检查可以通过由电压传感器单元进行的测量来进行。界限值可以如已经示出的那样确定。
对负载侧接头的参数的检查、特别是对低于负载侧的第一或/和第二电阻值或负载侧的第一或/和第二阻抗值的检查例如同样可以通过短时间地接通电子中断单元并且通过由电压和电流传感器单元进行测量来执行。将所确定的值与所确定的第一或第二电阻值或阻抗值进行比较。
根据待检查的参数的实施方式、即之前的实施方式,可以:
在超过第一过压值时,输出过压信息(电压过高),
在超过第二过压值时,电子中断单元变为高阻(电压大小临界),
在超过第三过压值时,通过机械分离触点单元断开触点(断路)(电压大小危险(对于设备的继续运行)),
在低于第一欠压值时输出欠压信息(设备能够工作并且具有保护能力,但是“电网中的电压过低”),在低于第三欠压值时,电子中断单元保持高阻(电压过小,设备不再具有保护能力),特别是只要电压大小大于第二欠压值(否则不能进行显示或动作,因为电压过小),
在超过第一温度界限值时,输出温度信息(提高的温度),
在超过第二温度界限值时,电子中断单元变为高阻(临界温度),
在超过第三温度界限值时,触点断开(断路)(温度过高(对于设备的安全运行)),
在低于负载侧的第一电阻值或负载侧的第一阻抗值时,输出阻抗信息(低阻的耗电器,过载?),或者
在低于负载侧的第二电阻值或负载侧的第二阻抗值时,电子中断单元保持高阻(负载侧上的短路)。
因此,可以根据超过或低于特定的所定义的参数来执行分级地定义的措施-警告-保持高阻-电流隔离,这提高了低压电路中的运行安全性。
高阻指的是一种状态,在该状态中,仅还流过可忽略的大小的电流。高阻特别是指大于1千欧姆、更好地大于10千欧姆、100千欧姆、1兆欧姆、10兆欧姆、100兆欧姆、1千兆欧姆或更大的电阻值。
低阻指的是一种状态,在该状态中,在保护开关设备上给出的电流值能够流动。低阻特别是指小于10欧姆、更好地小于1欧姆、100毫欧姆、10毫欧姆、1毫欧姆或更小的电阻值。
虽然在细节上通过实施例对本发明进行了详细的阐述和描述,但是本发明不限于所公开的示例并且本领域技术人员可以从中导出其它变形方案,而不脱离本发明的保护范围。

Claims (21)

1.一种用于保护低压电路的保护开关设备(SG),具有:
-壳体,所述壳体具有用于所述低压电路的导体的电网侧的接头和负载侧的接头(L1,N1,L2,N2),
-电压传感器单元(SU),所述电压传感器单元用于确定所述低压电路的电压的大小,
-电流传感器单元(SI),所述电流传感器单元用于确定所述低压电路的电流的大小,
-机械分离触点单元(MK),从而能够切换用于避免电流流动的触点断开或用于所述低压电路中的电流流动的触点闭合,
-电子中断单元(EU),所述电子中断单元在电路侧与所述机械分离触点单元(MK)串联连接,并且所述电子中断单元能够通过基于半导体的开关元件切换到所述开关元件的高阻状态以避免电流流动或切换到所述开关元件的低阻状态以用于所述低压电路中的电流流动;
-控制单元(SE),所述控制单元与所述电压传感器单元(SU)、所述电流传感器单元(SI)、所述机械分离触点单元(MK)和所述电子中断单元(EU)连接,其中,当超过电流界限值或/和电流-时间界限值时,启动所述低压电路的电流流动的避免,
其特征在于,
所述保护开关设备(SG)被设计为,使得在所述保护开关设备的触点闭合和电子中断单元是低阻的情况下,当所述低压电路出现电压降低状态时,所述电子中断单元变为高阻,并且
在脱离所述电压降低状态之后,所述电子中断单元再次变为低阻。
2.根据权利要求1所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述电压降低状态是所述低压电路的无电压或近似无电压的状态,或者
所述电压降低状态的上界限小于或等于所述保护开关设备的运行电压范围的下界限。
3.根据权利要求1或2所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述保护开关设备(SG)被设计为,使得从所述电压降低状态的上界限起,确定是否超过电流界限值或/和电流-时间界限值是可能的。
4.根据上述权利要求中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
当所述低压电路出现电压降低状态时,在所述保护开关设备的与电网电压相关的工作能力停止之前,所述电子中断单元变为高阻,或/和
在脱离所述电压降低状态之后,只有在所述保护开关设备的与电网电压相关的工作能力开始之后,所述电子中断单元才重新变为低阻。
5.根据上述权利要求中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
在脱离所述电压降低状态之后,所述保护开关设备的特性是能够配置的,特别地,在脱离所述电压降低状态之后,所述电子中断单元变为低阻或保持高阻是能够配置的。
6.根据上述权利要求中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
在所述保护开关设备处设置有用于信息显示的显示单元,所述显示单元与所述控制单元(SE)连接,
所述信息显示尤其显示所述电子中断单元(EU)的开关元件的开关状态或/和尤其显示所述机械分离触点单元(MK)的触点的位置。
7.根据上述权利要求中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
在脱离所述电压降低状态之后,如果检查功能允许所述开关元件的低阻状态,则所述电子中断单元变为低阻。
8.根据权利要求7所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述检查功能包括所述保护开关设备的工作能力的自测试,其中,检查所述保护开关设备的单元、特别是多个单元的至少一个部件、特别是多个部件,
并且在单元、特别是多个单元的至少一个部件、特别是多个部件具有工作能力的情况下,允许所述低阻状态。
9.根据权利要求8所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述电子中断单元(EU)在工作能力方面如下地被检查,即,所述基于半导体的开关元件是能正常工作的。
10.根据权利要求8或9所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述电压传感器单元(SU)在其用于确定电压的大小的工作能力方面被检查,或/和
所述电流传感器单元(SI)在其用于确定电流的大小的工作能力方面被检查。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述检查功能执行以下参数中的至少一个、特别是多个或全部的检查:
-检查是否超过电流界限值或/和电流-时间界限值,
-检查是否超过第一过压值或/和第二过压值或/和第三过压值,
-检查是否低于第一欠压值,
-检查是否超过第一温度界限值或/和第二温度界限值或/和第三温度界限值,
-检查所述负载侧的接头的参数,特别是检查是否低于负载侧的第一或/和第二电阻值或者负载侧的第一或/和第二阻抗值。
12.根据权利要求11所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
在超过所述第一过压值时,输出过压信息,
在超过所述第二过压值时,所述电子中断单元变为高阻,
在超过所述第三过压值时,断开所述触点,
在低于所述第一欠压值时,输出欠压信息或/和所述电子中断单元保持高阻,特别是只要电压大小大于第二欠压值,
在超过所述第一温度界限值时,输出温度信息,
在超过所述第二温度界限值时,所述电子中断单元变为高阻,
在超过所述第三温度界限值时,断开所述触点,
在低于负载侧的第一电阻值或负载侧的第一阻抗值时,输出阻抗信息,
在低于负载侧的第二电阻值或负载侧的第二阻抗值时,所述电子中断单元保持高阻。
13.根据上述权利要求中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
在分离触点单元闭合和中断单元是低阻的情况下,以及
-在所确定的电流超过第一电流阈值的情况下、特别是超过所述第一电流阈值持续第一时间段的情况下,所述电子中断单元变为高阻并且所述机械分离触点单元(MK)保持闭合,
-在所确定的电流超过第二电流阈值的情况下、特别是超过所述第二电流阈值持续第二时间段的情况下,所述电子中断单元变为高阻并且所述机械分离触点单元(MK)断开,
-在所确定的电流超过第三电流阈值的情况下,所述电子中断单元变为高阻并且所述机械分离触点单元(MK)断开。
14.根据上述权利要求中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述保护开关设备(SG)被设计为,使得所述机械分离触点单元的触点能够通过所述控制单元(SE)断开、但不能闭合,
所述触点的断开尤其不能通过手柄锁止。
15.根据上述权利要求中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述机械分离触点单元(MK)能够通过机械手柄操作,从而能够通过所述手柄切换用于避免电流流动的触点断开或用于所述低压电路中的电流流动的触点闭合。
16.根据上述权利要求中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述保护开关设备(SG)被设计为,使得特别是通过特别是与所述控制单元连接的位置传感器确定所述触点的位置信息,并且传送到所述控制单元SE。
17.一种针对用于保护低压电路的保护开关设备(SG)的方法,具有:
-确定所述低压电路的电流的大小,
-机械分离触点单元,从而能够切换用于避免电流流动的触点断开或用于所述低压电路中的电流流动的触点闭合,
-电子中断单元,所述电子中断单元在电路侧与所述机械分离触点单元串联连接,并且所述电子中断单元能够通过基于半导体的开关元件切换到所述开关元件的高阻状态以避免电流流动或切换到所述开关元件的低阻状态以用于所述低压电路中的电流流动,
-将所确定的电流的大小与电流界限值进行比较,并且在超过所述电流界限值时启动所述低压电路中的电流流动的避免,
其特征在于,
在所述保护开关设备的触点闭合和电子中断单元是低阻的情况下,当所述低压电路出现电压降低状态时,所述电子中断单元变为高阻,并且
在脱离所述电压降低状态之后,所述电子中断单元再次变为低阻。
18.根据权利要求17所述的方法,
其特征在于,
能够对所述保护开关设备的特性进行配置,特别是针对脱离所述电压降低状态之后的特性,
特别是在脱离所述电压降低状态之后能够配置所述电子中断单元变为低阻或保持高阻。
19.一种计算机程序产品,包括指令,在由微控制器执行程序时,所述指令促使所述微控制器使根据权利要求1至16中任一项所述的保护开关设备的电子中断单元变为低阻。
20.一种计算机可读的存储介质,在所述计算机可读的存储介质上存储有根据权利要求19所述的计算机程序产品。
21.一种数据载体信号,所述数据载体信号传输根据权利要求19所述的计算机程序产品。
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