CN105448617A - 低压断路器 - Google Patents

Abstract

为了中断至少一个电路，低压断路器具有触发输入端，从而中断至少一个电路。触发输入端与干扰电弧识别单元连接，该干扰电弧识别单元在至少一个电路中出现干扰电弧时识别出该干扰电弧并且将触发信号输出到其输出端，该输出端通向低压断路器的触发输入端，从而使低压断路器能够中断至少一个电路。

Description

低压断路器

技术领域

本发明涉及一种低压断路器。

背景技术

断路器是特殊的开关，其被设计为用于切换高电流。断路器不仅可以切换运行电流和低的过载电流，而且还可以在故障时切换高的过载电流或短路电流，此外将故障电流保持一个预定时间并安全关断。存在具有不同极数的断路器，例如单极、双极、三极或四极。

从被用作简单的开关元件的角度，断路器被用作故障时的保护元件，故障例如是短路、过电流或接地。在此，开关指低压开关或低压断路器，其通常被设计为用于直至1000伏特、最大2000伏特的运行电压。例如用于直至1000伏特的交流电压或1500伏特的直流电压。断路器通常被用于从100安培直至10000安培的电流。特殊的断路器用于从63安培或从125安培开始的电流。

断路器，例如紧凑型断路器或者说模制壳式电路断路器、开放式断路器或者说空气回路断路器，被用于配电网的不同配电层中，例如主配电网、子配电网等。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，改进一种低压断路器。

该技术问题通过具有本发明的特征的断路器来解决。

根据本发明，用干扰电弧识别单元来扩展低压断路器，从而在电路中出现干扰电弧的情况下也触发或关断电路。在此本发明的核心是，将干扰电弧识别单元集成到具有断路器的系统联合中。由此可以采集出现的串行和/或并行的干扰电弧，并且结合紧凑型断路器中断电路。这具有的优点是，使低压断路器扩展了其它功能。

在建筑安装中，由于绝缘故障、损坏、导线断裂和/或松动的触连都会形成电弧。这些电弧会引起火灾。这些电弧在这里被称为干扰电弧。替代地也称为故障电弧。也就是说，干扰电弧识别单元是指识别由于绝缘故障、损坏、导线断裂和/或松动的触连而引起的电弧的单元。在此，这种电弧可以作为所谓的串行电弧、即在串联电路中出现。另外，还可以作为所谓的并行电弧、即在电路的两根导线之间出现。

特别地在电路正常运行中例如由于开关过程而出现的电弧不被包括在术语干扰电弧中。这些电弧不应通过干扰电弧识别单元来采集。

这种干扰电弧识别单元按照英语被称为电弧故障检测装置(ArcFaultDetectionDevice)，缩写AFDD，在北美区域被称为电弧故障电路断路器(ArcFaultCircuitInterrupter)，缩写AFCI。此外，干扰电弧或者说故障电弧识别单元也被称为防火开关。

本发明的优选构造在从属权利要求中给出。

在本发明的一种优选构造中，干扰电弧识别单元被实施为能被添加在低压断路器上的模块。这具有的特别优点是，利用其为现有的断路器扩展新的功能。

在本发明的一种优选构造中，干扰电弧识别单元被实施为能被嵌入低压断路器的壳体中的模块。这具有的特别优点是，能够代替其它模块而在断路器中安装干扰电弧模块，并且由此提供新的功能。

在本发明的一种优选构造中，干扰电弧识别单元被集成在低压断路器的壳体中。即，断路器包含干扰电弧识别单元。由此，断路器具有其它功能，这有利地适合市场需求。

在本发明的一种优选构造中，干扰电弧识别单元与故障电流识别单元耦合。这具有的特别优点是，能够实现紧凑的单元，其既采集故障电流又采集干扰电弧，其中功能块可以被共同使用。

附图说明

在附图中示出了本发明的实施例，并且在以下对其进行详细解释。其中：

图1示出了具有干扰电弧模块的低压断路器的示意图；

图2示出了具有干扰电弧及故障电流模块的低压断路器的示意图；

图3示出了具有集成的干扰电弧模块的低压断路器。

具体实施方式

图1示出了低压断路器MCCB，其能够中断一个电路或者具有电导线N、L1、L2、L3的多个电路。触点系统K被用于中断。低压断路器具有触发输入端E。如果在该触发输入端施加触发信号，则通过触点系统K中断电导线N、L1、L2、L3，即断开电路。这也被称为触发或关断断路器。在触发输入端E连接干扰电弧识别单元AFD的输出端，该干扰电弧识别单元可以在输出端输出触发信号。干扰电弧识别单元AFD具有一个或多个传感器，例如第一传感器I、第二传感器HF，并且具有控制装置MCU和电源PS。还可以具有未示出的第三传感器U。

第一传感器I被用于确定电路的电流。第二传感器HF被用于确定电路的HF频谱。第三传感器U被用于确定电路的电压。在多相电流系统中，优选使用所述3个传感器中的至少2个。控制装置MCU被用于控制干扰电弧识别单元AFD。其被构造为，能够采集电路的干扰电弧或者电导线上的干扰电弧。例如可以在通过低压断路器MCCB输送的具有电导线N、L1、L2、L3的电路中检测到干扰电弧。如果在电路中检测并识别到这种干扰电弧，则干扰电弧识别单元AFD在其输出端A输出相应的信号或触发信号，其被低压断路器MCCB在其输入端E接收并且接着借助触点系统K中断电路。干扰电弧识别单元可以按照图1被构造为干扰电弧模块，其经过电导线与断路器MCCB连接。可选地，也可以构造为，干扰电弧识别单元可被添加在断路器MCCB上。

图2示出的布置与图1具有如下区别，即，干扰电弧识别单元AFD包括故障电流识别单元或故障电流模块RCD。例如是故障电流识别单元和干扰电弧识别单元的组合。也就是说，利用模块RCD/AFD既可以识别故障电流又可以识别干扰电弧。在存在其中之一时，向低压断路器MCCB输出相应的信号/触发信号，该低压断路器在施加了触发信号的情况下中断电路。在图2的例子中，干扰电弧识别单元AFD或干扰电弧及故障电流识别单元RCD/AFD可以被添加到断路器MCCB上。

图3示出的布置与图1具有如下区别，即，干扰电弧识别单元AFD被集成在低压断路器MCCB中。替代地，集成的干扰电弧识别单元可被拆卸，从而其可选地根据需要可被嵌入断路器MCCB中。在另一种变形中，干扰电弧识别单元也可以被固定安装在断路器MCCB中。

以下再次详细描述本发明。对于断路器已经部分地提供用于不同功能的附加模块。根据本发明，建议将干扰电弧识别单元引入具有低压断路器的系统联合中。以此可以中央地采集串行和/或并行的干扰电弧。可选地，可以结合其它的干扰电弧识别单元来采集和识别干扰电弧，并且因此关断电路以保护电网。这例如可以在不同的主配电网和/或子配电网中实现。在此，干扰电弧识别单元可以被布置在低压断路器附近、位于设备中或集成在设备中，或者远离低压断路器布置。另外，位于主馈电侧的或中央的或上级设置的干扰电弧识别单元或者说故障电弧保护模块可以具有相对于在后设置的子配电网中的故障电弧保护模块的选择性。选择性是指识别或触发紧邻故障的保护单元。也就是说，距离故障，即所识别的故障电弧尽可能近，应该由那里的保护单元，即干扰电弧识别单元识别故障，并且在那里借助对应的低压断路器中断电路。由此，在子配电网中出现干扰电弧时，应当不触发位于中央的或上级设置的故障电弧保护模块。这种选择性保护可以被称为基本保护和附加保护。

另外，干扰电弧识别模块可以被集成和整合到系统联合中，例如通过总线连接。在系统联合中，例如可以将低压断路器的数据和干扰电弧识别单元的数据传输或传送到监控器。在此，干扰电弧识别单元和/或低压断路器与监控器连接，例如与中央计算机连接。在此可以显示或通知关于触发的信息。另外，可以显示运行参数。例如还可以进行远程触发。

干扰电弧识别单元可以：

a)构建为独立模块式的功能模块；

b)作为功能模块集成到其它单元中，例如集成到故障电流识别单元中；

c)作为功能模块直接集成到低压断路器中；

d)作为低压断路器的扩展模块而以插件模块形式实现。

在系统联合中，可以在检测到干扰电弧之前或之后，相同地借助发光二极管、显示器、控制及通知线进行显示。另外可以显示测量值和诊断过程数据。低压断路器、干扰电弧模块和/或监控器的连接可以通过例如触发和远程触发线的导线、通知输入端或输出端进行。

在本发明的其它构造中，干扰电弧模块可以与低压断路器的电子触发单元或者说电子跳闸单元连接。

Claims (17)

1.一种用于中断至少一个电路的低压断路器，具有触发输入端，借助所述触发输入端能够触发所述低压断路器，从而中断至少一个电路，其特征在于，所述触发输入端与干扰电弧识别单元连接，在至少一个电路中出现干扰电弧时所述干扰电弧识别单元识别出该干扰电弧并且将触发信号输出到其输出端，所述输出端通向所述低压断路器的触发输入端，从而使所述低压断路器中断所述至少一个电路。

2.按照权利要求1所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元被实施为能够添加到所述低压断路器上的模块。

3.按照权利要求1或2所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元被实施为能够嵌入所述低压断路器的壳体中的模块。

4.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元被集成到所述低压断路器的壳体中。

5.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元经过导线与所述低压断路器连接。

6.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元与故障电流识别单元耦合。

7.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元具有控制单元、用于确定电流的第一传感器和用于确定至少一个电路的高频频谱的第二传感器。

8.按照权利要求7所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元具有用于确定至少一个电路的电压的第三传感器。

9.按照权利要求7或8所述的低压断路器，其特征在于，所述第一传感器确定至少一个电路的电流和高频频谱。

10.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，多相电流系统的每相都设置有所述传感器。

11.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元相对于其它的干扰电弧识别单元具有选择性。

12.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元具有电源。

13.按照权利要求7所述的低压断路器，其特征在于，所述控制单元具有微处理器。

14.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元具有通信单元，其能够被连接到通信支路以用于数据交互。

15.按照权利要求14所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元被构造为，能够借助所述通信单元发送和/或交换触发数据、诊断数据、过程数据和/或控制数据。

16.按照上述权利要求中任一项所述的低压断路器，其特征在于，所述干扰电弧识别单元具有显示单元。

17.按照权利要求16所述的低压断路器，其特征在于，所述显示单元具有显示器和/或发光二极管，用于显示所述干扰电弧识别单元的运行状态。