CN118782434A - 模块化形成的多极串联安装装置 - Google Patents

Abstract

根据本发明的模块化形成的多极串联安装装置具有绝缘材料壳体，其具有前侧、与前侧相对的固定侧以及连接前侧和固定侧的窄侧和宽侧。多极串联安装装置的第一和第二装置模块并排布置并相互固定。多极串联安装装置具有检查设备，其具有布置在第一装置模块上并可以从准备运行位置变动到检查位置的可手动操作的检查按钮。检查按钮还具有第一作用面，通过其可以激活可布置在第一装置模块中的检查电路。检查按钮具有第二作用面，通过其可以操作可布置在第二装置模块中的电子检查按钮。由于多极串联安装装置的模块化设计，可以在没有大附加开销下形成更多的装置变型，而不需要显著增加组件和部件的数量。检查按钮能够激活检查电路以及操作电子检查按钮。

Description

模块化形成的多极串联安装装置

技术领域

本发明涉及一种模块化形成的多极串联安装装置，其具有模块化形成的绝缘材料壳体，该绝缘材料壳体具有前侧、与前侧相对的固定侧以及连接前侧和固定侧的窄侧和宽侧。

背景技术

机电保护开关装置、例如断路器、线路保护开关、故障电流保护开关以及电弧或防火保护开关用于监控和保护电路，并且特别是在供电网络和配电网络中用作开关和安全元件。为了监控和保护电路，保护开关装置通过两个更多个连接端子与要监控电路的电气线路导电连接，以便在需要时中断相应被监控的线路中的电流。为此，保护开关装置具有至少一个开关触点，该开关触点可以在发生预定义状态时、例如在检测到短路或故障电流时断开，以便将被监控的电路与电气线路网分离。这种保护开关装置在低压技术领域也被称为串联安装装置。

在此，断路器是专门针对大电流设计的。线路保护开关(所谓的LS开关)，其也被称为微型断路器(Miniature Circuit Breaker，MCB)，是电气安装中所谓的过流保护设备，并且特别是在低压电网的范围中使用。断路器和线路保护开关保证在短路的情况下的安全断开，并且保护耗电器和设备免受过载，例如防止通过由于电流过大而导致的过热损坏电气线路。它们被设计为在短路或出现过载的情况下自动断开要监控的电路，从而将其与其余的线路网分离。因此，断路器和线路保护开关特别是用作开关和安全元件，以用于监控和保护供电网络中的电路。线路保护开关原则上从文件DE 10 2015217 704A1、EP 2 980 822A1、DE 10 2015 213 375 A1、DE 10 2013 211 539A1或EP 2 685 482 B1中预先已知。

对于单个相线的断开，通常使用单极的线路保护开关，其宽度通常具有一个节距单位(HP)的宽度(相当于大约18mm)。对于三相连接，使用三极的线路保护开关(替换于三个单极的开关装置)，其宽度相应地为三个节距单位的宽度(相当于大约54mm)。在此，三个相导体中的每个都被分配一个极，即一个开关位置。如果除三个相导体外，还应中断中性导体，则将其称为四极装置，其具有四个开关位置：三个用于三个相导体，一个用于共同的中性导体。

此外，还存在紧凑线路保护开关，其壳体宽度仅为一个节距单位，为每条连接线提供两个开关触点，即为两个相线(1+1型紧凑线路保护开关)或为一个相线和中性导体(1+N型紧凑线路保护开关)提供两个开关触点。例如，原则上从文件DE 10 2004 034 859 A1、EP1 191 562 B1或EP 1 473 750A1中预先已知这种窄结构的紧凑保护开关装置。

故障电流保护开关是一种保护设备，其用于确保防止电气设备中的危险的漏电流。这种故障电流(也被称为差电流)发生在带电线路部分与地有电接触的情况下。例如，当人接触电气设备的带电部分时，就会出现这种情况：在这种情况下，电流作为故障电流流过有关人员的身体并流向大地。为了防止这种身体电流，在发生这种故障电流时，故障电流保护开关必须快速且安全地在所有极上将电气设备与线路网分离。在一般的语言用法中，代替术语“故障电流保护开关”也等同地使用术语FI保护开关(简称FI开关)、差电流保护开关(简称DI开关)或RCD(Residual Current Protective Device，剩余电流保护装置)。

电弧或防火保护开关用于检测故障电弧，因为故障电弧可能发生在电气线路的缺陷位置，例如松动的电缆夹或由于电缆断裂。如果故障电弧与耗电器串联，则通常不超过正常工作电流，因为它受到耗电器的限制。由于这个原因，传统的过流保护设备、例如熔断器或线路保护开关不会检测到故障电弧。为了确定是否存在故障电弧，防火保护开关测量电压和电流随时间变化的曲线，并根据表征故障电弧的走向进行分析和评估。在(英文的)专业文献中，这种用于检测故障电弧的保护设备被称为“Arc Fault Detection Device(电弧故障检测装置)”(简称：AFDD)。在北美，名称“Arc Fault Circuit Interrupter(电弧故障电路中断器)”(简称：AFCI)很常见。

此外，还存在将故障电流保护开关的功能与线路保护开关的功能相结合的装置结构形式：这种组合保护开关装置在德语中被称为FI/LS，在英语中被称为RCBO(Residualcurrent operated Circuit-Breaker with Overcurrent protection，具有过流保护的剩余电流操作断路器)。与单独的故障电流保护开关和线路保护开关相比，该组合装置的优点是每个电路都有自己的故障电流保护开关：通常地，唯一一个故障电流保护开关用于多个电路。如果发生故障电流，则由此断开所有受保护的电路。通过使用RCBO，只断开受影响的电路。

随着发展，越来越多的功能被集成到装置中，这意味着组合的保护开关装置被开发出来，它涵盖了多个单独装置的功能范围：除了前面已经描述的FI/LS保护开关装置，其将传统的故障电流保护开关(FI)的功能范围与线路保护开关(LS)的功能范围结合，还存在其他结构形式，其中例如防火保护开关的功能被集成到现有的装置、例如MCB、RCD或RCBO/FILS中。

在此，为了限制或减少针对不同应用情况形成的串联安装装置的数量，并且由此限制或减少单个装置的制造成本，将尝试根据模块化原则以模块化方式构建装置：在模块化结构中，系统由组件沿着定义的接口组装。在此，要由模块构件形成的保护开关装置被划分为不同组件或部件，它们被称为模块，并且各个模块之间的接口被精确地定义。于是在形状和功能合适的情况下，可以根据不同的模块形成不同的保护开关装置，其中所选的模块通过预定义的接口彼此交互。

发明内容

在形成这种模块时，力求将组件的数量保持在较低水平，并且同时改进功能。因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种替换的、多极串联安装装置，其至少部分地实现这些目标和相关的优点。

根据本发明，上述技术问题通过根据本发明的多极串联安装装置来解决。有利的设计方案也是本发明的内容。

根据本发明的模块化形成的多极串联安装装置具有绝缘材料壳体，该绝缘材料壳体具有前侧、与前侧相对的固定侧以及连接前侧和固定侧的窄侧和宽侧。在此，模块化形成的多极串联安装装置的第一装置模块和第二装置模块并排布置并相互连接。此外，模块化形成的多极串联安装装置具有检查设备，其本身具有可手动操作的检查按钮，该检查按钮被布置在第一装置模块上，并且可以通过手动操作从准备运行位置变动到检查位置。检查按钮本身又具有第一作用面，通过该第一作用面，在操作检查按钮时，可以激活在第一装置模块中布置的电气检查电路。此外，检查按钮具有第二作用面，通过该第二作用面，可以操作在第二装置模块中布置的电子检查按钮。

通过多极串联安装装置的模块化结构，可以形成更多数量的装置变型，而不需要显著增加组件和部件的数量。在此，装置模块中的每个都具有其模块宽度，其对应于模块化形成的绝缘材料壳体的一部分，该部分主要包括前侧、固定侧和窄侧。可以包括宽侧；但是，省去两个相邻装置模块之间的宽侧也是可能的，并且在某些情况下是有利的。

特别地，构造为RCD模块的第一装置模块具有电气检查电路，该检查电路可以通过按下、即通过手动操作布置在第一装置模块前侧的检查按钮来激活，以检查构造为RCD模块的第一装置模块的故障电流监控的功能性。此外，可以将第二装置模块构造为电子模块，即电子地实现该第二装置模块的至少一部分功能、例如通信或测量功能。在此，这例如可以是具有附加AFDD功能的线路保护开关。这种电子装置可以具有电子检查按钮、例如微动开关，以实现不同的功能，例如作为测试按钮、作为复位按钮或在调试过程中用于执行所谓的配对。配对是如下过程，其用于在不同的装置之间建立初始连接，以便能够实现它们之间的通信。

为了不在多个装置模块上分别布置检查按钮，根据本发明的模块化形成的多极串联安装装置的检查按钮具有第一作用面，其用于激活布置在第一装置模块中的电气检查电路，和第二作用面，其用于操作布置在第二装置模块中的电子检查按钮。在此，第二作用面被构造在检查按钮的突出到第二装置模块中的部分上。可以被构造为臂或指的该部分在绝缘材料壳体内突出到第二装置模块的结构空间中，以便操作布置在那里的电子检查按钮。在此，检查按钮具有用于激活检查电路的功能和用于操作电子检查按钮的功能。

在模块化形成的多极串联安装装置的有利扩的展方案中，模块化地形成绝缘材料壳体，其中第一装置模块和第二装置模块分别具有模块化形成的绝缘材料壳体的一部分。

第一和第二装置模块不一定要具有完整的自己的壳体。由于两个装置模块无论如何都安装在唯一一个多极串联安装装置中，因此可以省略位于内部的宽侧。有利的是，与相应的装置模块相关联的、模块化形成的绝缘材料壳体的部分由前侧的相应部分、固定侧和两个窄侧组成。因此，与相应的装置模块相关联的、模块化形成的绝缘材料壳体的部分代表由前侧和固定侧以及两个窄侧组成的框架，该框架在位于外部的宽侧上可以分别利用壳体盖封闭。

在模块化形成的多极串联安装装置的进一步有利的扩展方案中，检查按钮布置在第一装置模块的前侧区域中。通过将检查按钮布置在前侧区域，即使在多极串联安装装置的安装状态下，也保证了设备操作者能够良好的够着。

在模块化形成的多极串联安装装置的进一步有利的扩展方案中，检查设备具有复位弹簧，该复位弹簧嵌接到检查按钮并支撑在绝缘材料壳体上，以便将检查按钮从检查位置复位到准备运行位置。复位弹簧一方面用于将检查按钮复位到准备运行位置。另一方面，设备操作者在操作检查按钮时通过复位弹簧也会得到触觉反馈，从而显著改善人体工程学。

在模块化形成的多极串联安装装置的进一步有利的扩展方案中，复位弹簧被设计为扭力弹簧(Schenkelfeder)。由于简单、经济和节省空间，扭力弹簧是实现复位功能的一种结构上合适的可能。

在模块化形成的多极串联安装装置的进一步有利的扩展方案中，复位弹簧被设计为可动的接触元件，通过该接触元件可以断开和接通检查电路。以这种方式，除了单纯的复位功能外，检查电路的接触功能也可以通过同一个组件、即复位弹簧来实现。由此可以显著降低零件多样性，从而降低物流和生产成本。

在模块化形成的多极串联安装装置的进一步有利的扩展方案中，每个装置模块仅具有一个节距单位的宽度。

一个节距单位的宽度对应于宽度约为18mm的单极的线路保护开关的标准宽度尺寸。相应地，两极的串联安装装置具有两个节距单位的宽度；三极的串联安装装置具有三个节距单位的宽度(等)。该标准卡入尺寸显著改善了不同装置模块的组合可能性，例如标准故障电流保护开关装置模块，其具有特殊结构形式、例如AFDD装置模块或通信装置模块。因此，即使是稀有的特殊结构形式也可以以简单的方式从标准组件和部件中形成，而不会显著增加零件多样性。

在进一步的有利的扩展方案中，模块化形成的多极串联安装装置可以由一个或多个另外的装置模块扩展。通过多极串联安装装置和绝缘材料壳体的模块化结构，可以以这种方式形成三极或四极串联安装装置，而不需要大量的额外设计开销。

附图说明

下面参照附图对模块化形成的多极串联安装装置的实施例进行更详细的阐述。附图中：

图1和图2以不同的视图示出了根据本发明的、具有部分打开壳体的模块化形成的多极串联安装装置的示意图；

图3和图4示出了根据图1和图2的根据本发明的模块化形成的多极串联安装装置的详细示意图；

图5和图6分别以立体图示出了根据本发明的串联安装装置的可能的实施方式的示意图。

在附图的不同的图中，相同的部分总是具有相同的附图标记。该描述适用于同样看到相应部分的所有附图。

具体实施方式

在图1和图2中以不同的视图示意性示出了根据本发明的、具有部分打开壳体的模块化形成的多极串联安装装置。在此，图1示出了模块化形成的多极串联安装装置1的立体图，而图2中以侧视图进行示出。图3和图4分别示出了片段放大。

图1至图6中所示的模块化形成的多极串联安装装置1是由四个单独的装置模块10、20、30、40形成的四极串联安装装置并且具有绝缘材料壳体2，该绝缘材料壳体具有前侧3、与前侧3相对的固定侧4以及连接前侧和固定侧3、4的窄侧5和宽侧6。在此，四个单独的装置模块10、20、30、40“宽侧到宽侧地”并排布置，并且例如通过一个或多个铆接连接9牢固地相互连接。然而，模块化形成的多极串联安装装置1的极的数量不是发明必需的；本发明还包括两极或三极装置变型。

此外，模块化形成的多极串联安装装置1具有布置在前侧3的可手动操作的操作元件7，其将各个装置模块10、20、30、40的手操作元件8连接在一起，使得它们可以通过操作元件7的手动操作一起操作。

模块化形成的多极串联安装装置1还具有检查设备，该检查设备具有可手动操作的检查按钮50。检查按钮50布置在第一装置模块10的前侧3上，并且可以通过操作、即通过向固定侧4的方向按下，对抗复位弹簧53的力从准备运行位置变动到检查位置。当释放检查按钮50时，复位弹簧53使检查按钮50从被压下的检查位置复位到准备运行位置。为此，复位弹簧53的第一端嵌接到检查按钮50，而复位弹簧53通过其第二端支撑在绝缘材料壳体2上。

对于检查按钮50的详细描述，特别是参考图3和图4的图示：检查按钮50具有第一作用面51，通过该第一作用面51，当检查按钮50被操作时，布置在第一装置模块10中的检查电路11可以被激活。在所示的示例中，构造为扭力弹簧的复位弹簧53同时用作接触元件，通过该接触元件，在检查位置、即在压下检查按钮50时，检查电路11被接通。因此，不需要附加的接触元件。

此外，检查按钮50具有第二作用面52，通过该第二作用面可以操作布置在第二装置模块20中的电子检查按钮60。例如，电子检查按钮60可以被设计为微动开关。为此，检查按钮50具有臂54，该臂54在检查按钮50的安装状态下突出到第二装置模块20的安装空间中，并且在其远端形成第二作用面52。如果检查按钮50被操作，即通过按下从其准备运行位置变动到其检查位置，则布置在第二装置模块20中的电子检查按钮60通过第二作用面52被操作。以这种方式，可以通过按压单个检查按钮来激活布置在第一装置模块10中的检查电路11(通过第一作用面51)以及操作布置在相邻的第二装置模块20中的检查按钮60(通过第二作用面52)。

在此，检查电路或电子检查按钮的存在并不是强制性的。本发明必需的是，检查按钮50具有第一作用面51和第二作用面52，因此能够激活可布置在第一装置模块10中的检查电路11以及操作可布置在相邻的第二装置模块20中的电子检查按钮。以这种方式，保证了无论哪些装置模块10和20相互组合，检查按钮50始终能够激活检查电路和/或操作微动按钮。

图5和图6分别以立体图示意性示出了根据本发明的串联安装装置的可能的实施方式。在此，图5示出了模块化形成的四极串联安装装置1，其中第一装置模块10被设计为全电流敏感的故障电流保护开关(RCD)，其与三个另外的装置模块20、30、40组合，这三个另外的装置模块提供三极的线路保护开关(MCB)的功能。第二装置模块20还附加地具有用于无线通信的电子组件。借助布置在第一装置模块10的前侧3的检查按钮50，可以激活、即打开或接通布置在第一装置模块10内部的检查电路11，以及布置在第二装置模块20中的电子检查按钮60。电子检查按钮60例如可以用于检查布置在第二装置模块20内部的通信组件的功能，但也可以用于在调试的范畴内的配对或用于复位功能。为此，在第二装置模块20的前侧3的区域中布置了两个照明元件21。

图6中示出了模块化形成的、在此是四极的串联安装装置1，其中第一装置模块10被构造为脉冲电流敏感的故障电流保护开关(RCD)，该脉冲电流敏感的故障电流保护开关与三个另外的装置模块20、30、40组合，这三个另外的装置模块又提供三极的线路保护开关(MCB)的功能。在这种情况下，布置在第一装置模块10的前侧3的检查按钮50用于通过其第一作用面51激活布置在第一装置模块10内部的检查电路11，以测试RCD功能的功能性，即测试故障电流情况下的触发。由于另外的装置模块20、30、40被构造为纯线路保护开关而没有另外的电子功能，因此检查按钮50的第二作用面52在这种情况下是不起作用的。

图5中所示的串联安装装置1和图6所示的另外的串联安装装置1基本上由相同的模块、组件和部件构成。在图5中所示的实施方式中，只有第二装置模块20附加地具有通信模块，其被构造为微动开关的检查按钮60可以借助布置在第一装置模块10中的检查按钮50来操作。由于模块化设计，不同的保护开关装置，即串联安装装置，可以围绕“线路保护和故障电流保护”的基础，在共同的平台上以相对较小的开销构建。

在此，还可以使用跨模块组件、例如用于四极故障电流保护开关的总和电流互感器，其被纳入跨装置模块的安装空间中，或用于为布置在不同装置模块中的多个电子组件供电的共同的电路板。以这种方式，例如，用于消防开关功能的电子器件可以插入被构造为MCB的装置模块20、30、40中的一个中，并且可以借助共同的电路板提供运行所需的电流。这对于不同的装置变型尤其有利，因为传统的机电装置、例如线路保护开关(MCB)或故障电流保护开关(RCD)没有电子功能，并且是大批量生产的，而具有新型电子功能的保护开关装置目前的产量仍然较低，并且相应地制造成本要高得多。由于基于平台的方法和模块化设计，基于故障电流保护开关和线路保护开关的组合，可以设计具有附加电子功能的不同组合的保护开关装置，并且以相对较低的成本制造。

共同的检查按钮50通过如下方式来对此作出贡献：它既可以用于检查第一装置模块10的RCD功能，又可以用于操作布置在第二装置模块20中的检查按钮60，以操作一个或多个另外的电子实现功能。因此，检查按钮50可以作为统一的操作元件，既用于机电的和电子的串联安装装置也用于组合的、即机电和电子的串联安装装置。这种相同部件概念导致工具和制造成本的显著降低。

根据本发明的检查按钮50还具有如下优点，即通过与微动开关相比大约3mm的明显更大的按钮行程以及由复位弹簧53产生的反压力，操作者能够获得明显可感知的触觉反馈，即使在检查电路不存在的情况下并且因此在纯操作检查按钮60的情况下。此外，根据本发明的检查按钮50由于其结构设计，也可以仅与复位弹簧53或仅与电子检查按钮60组合使用。

通过统一的检查按钮可以设计组合的装置，该组合的装置具有机电装置变型(例如RCD模块的低压检查电路)的约3mm的大的接触开启距离以及电子装置变型的按钮操作，例如作为用于微控制器的配对按钮和/或复位按钮。

附图标记列表：

1多极串联安装装置

2绝缘材料壳体

3前侧

4固定侧

5窄侧

6宽侧

7操作元件

8手操作元件

9铆接连接

10 第一装置模块

11 检查电路

20 第二装置模块

21 照明元件

30 第三装置模块

40 第四装置模块

50 检查按钮

51 第一作用面

52 第二作用面

53 复位弹簧

54 臂

60 检查按钮

Claims (8)

1.一种模块化形成的多极串联安装装置(1)，

-具有绝缘材料壳体(2)，所述绝缘材料壳体具有前侧(3)、与所述前侧(3)相对的固定侧(4)以及连接所述前侧和所述固定侧(3，4)的窄侧和宽侧(5，6)，

-具有第一装置模块(10)和第二装置模块(20)，所述第一装置模块和所述第二装置模块并排布置并相互固定，

-具有检查设备，所述检查设备具有能够手动操作的检查按钮(50)，所述检查按钮被布置所述第一装置模块(10)上，并且能够通过手动操作从准备运行位置变动到检查位置，

其特征在于，

-所述检查按钮(50)具有第一作用面(51)，通过所述第一作用面(51)在操作所述检查按钮(50)的情况下能够激活能够布置在所述第一装置模块(10)中的检查电路(11)，

-所述检查按钮(50)具有第二作用面(52)，通过所述第二作用面能够操作能够布置在所述第二装置模块(20)中的电子检查按钮(60)。

2.根据权利要求1所述的模块化形成的多极串联安装装置(1)，

其特征在于，

所述绝缘材料壳体(2)是模块化形成的，其中所述第一装置模块(10)和所述第二装置模块(20)分别具有模块化形成的绝缘材料壳体(2)的一部分。

3.根据上述权利要求中任一项所述的模块化形成的多极串联安装装置(1)，

其特征在于，

所述检查按钮(50)布置在所述第一装置模块(10)的前侧(3)的区域中。

4.根据上述权利要求中任一项所述的模块化形成的多极串联安装装置(1)，

其特征在于，

所述检查设备具有复位弹簧(53)，所述复位弹簧嵌接到所述检查按钮(50)并支撑在所述绝缘材料壳体(2)上，以便将所述检查按钮(50)从所述检查位置复位到所述准备运行位置。

5.根据权利要求4所述的模块化形成的多极串联安装装置(1)，

其特征在于，

所述复位弹簧(53)被设计为扭力弹簧。

6.根据权利要求4至5中任一项所述的模块化形成的多极串联安装装置(1)，

其特征在于，

所述复位弹簧(53)被构造为可动的接触元件，通过所述接触元件能够断开和接通所述检查电路。

7.根据上述权利要求中任一项所述的模块化形成的多极串联安装装置(1)，

其特征在于，

每个装置模块(10，20，30，40)仅具有一个节距单位(TE)的宽度(B)。

8.根据上述权利要求中任一项所述的模块化形成的多极串联安装装置(1)，

其特征在于，

所述串联安装装置(1)能够由一个或多个另外的装置模块(30，40)扩展。