CN102568959A - 开关，尤其用于低压的断路器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于中断流经导体的电流的开关，尤其用于低压的断路器，具有为了断开所述开关而在机械上互相分开的触头和检测电流的电流传感器以及电子触发单元和供给触发单元工作电流的电源，触发单元将检测到的电流与临界值比较，并且在超出临界值时触发开关断开，电源具有包括绕组和铁心的电流互感器，将绕组通过连接导线与触发单元连接并且布设在导体的磁场中。为了提供一种即使当初级回路电流很大时而其次级回路电流仍能受到限制的电流互感器，本发明建议，绕组和/或其连接导线至少局部地由抗磁材料构成，这样选取抗磁材料并且将其这样布设在导体磁场中，即，使得当有相当大的短路电流流过时，抗磁材料增大了的电阻，相应地限制工作电流。

Description

开关,尤其用于低压的断路器

技术领域

本发明涉及一种开关，尤其用于低压的断路器。

背景技术

用于低压的断路器是公知的并且被用于中断流经导体的电流，此时，相邻布设的触头被互相分开，所述触头中一个触头是活动的，而另一个触头被布设成固定的。为了自动地触发，借助于电流传感器检测电流并且由电子触发单元进行评估。所述触发单元将所检测到的电流与预先设定的临界值进行比较，并且在超出该临界值时触发开关断开。

触发单元与电源连接，所述电源从导体中耦合出用于触发单元的工作电流。为此采用一种电流互感器，其“初级绕组”由导体构成，而其次级绕组是被布设在所述导体的磁场中的绕组和铁心。绕组通过相应的连接导线与触发单元连接。这种铁心互感器提供了在铁心进入磁饱和之前与流经导体的电流(初级回路电流)成比例的次级回路电流，所述次级回路电流又为触发单元提供工作电流，也就是给触发单元供应电能。在此，次级回路电流应该尽可能保持恒定不变；但是至少必须在例如在短路情况下出现的较大的初级回路电流的情况下，被加以限制。

从US5726846中公知，为了限制次级回路电流，设置一种与磁性主回路并联连接且具有恒定宽度气隙的旁路，其中也可以使所述气隙填满非磁性材料。当初级回路电流较大时，所述旁路将一部分磁通量经旁路从次级绕组旁引过。以此方式在初级回路电流较大时对次级回路电流的增长加以限制。

其缺点在于，在采用旁路并且初级回路电流很大时，始终仍会出现次级回路电流相对较大的增长。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种电流互感器，即使在初级回路电流很大时，所述电流互感器的次级回路电流仍能受到限制。

所述技术问题通过一种用于中断流经导体的电流的开关，尤其用于低压的断路器得以解决，所述开关具有为了断开所述开关而在机械构造上互相分开的触头和检测电流的电流传感器以及电子触发单元和供给触发单元工作电流的电源，所述电子触发单元将所检测到的电流与临界值进行比较，并且在超出所述临界值时触发开关断开，所述电源具有包括绕组和铁心的电流互感器，将所述绕组通过连接导线与触发单元连接并且布设在导体的磁场中，按照本发明规定，绕组和/或其连接导线至少部分地由抗磁材料构成，其中，这样选取所述抗磁材料并且将其这样布设在导体的磁场中，即，使得当有短路电流流过时，抗磁材料增大了的电阻能够对次级回路电流加以限制(并且以此限制工作电流)。在按照本发明的解决方案中，次级绕组的欧姆电阻因而不是恒定不变的，而是取决于铁心中的磁通量，因而取决于初级回路电流的大小。这也适用于连接导线，只要这些连接导线处于导体的磁场中。

因而本发明的核心在于，至少同时应用一种在磁场的影响下能相应地改变其欧姆电阻的抗磁材料，来代替铜导线制作次级线圈的绕组。

在发生短路的情况下，这种电流以及进而工作电流，决定性地通过电流互感器次级绕组的内电阻确定。如果次级绕组由于剧烈增加的磁通密度而增大其欧姆电阻，那么最大次级回路电流以及进而工作电流被限制在相同的数值。如果磁通密度重又降低，那么欧姆电阻也重又减小并且次级回路电流重又增大。

具体实施方式

接下来根据用于低压的断路器，简称开关的实施例，对本发明加以详细说明。所述开关被用于中断流经导体的电流，其通过开关加以控制。开关通过为了断开所述开关而相互分开的触头的互相紧贴而闭合。一个触头是活动的，而另一个触头被布设成固定的，其中所述活动的触头被布设在接触刷的自由端。

电流借助于电流传感器加以检测且由电子触发单元进行评估。所述触发单元将所述电流与预先设定的临界值进行比较，并且在超出该临界值时，触发开关断开。

触发单元借助于电流互感器实现电流供给，所述电流互感器从导体中耦合出次级回路电流。在此，导体起电流互感器的初级侧或者“初级绕组”的作用，而绕组和铁心构成其次级绕组或者其次级侧。将绕组卷绕到铁心上且布设在被电流所流经的导体的磁场中，其中所述铁心呈环形地围绕导体延伸。绕组通过相应的连接导线与触发单元连接。

为了供给电流，次级回路电流将电容器加载到预先设定的电压。只要电容器已被加载，“多余的”次级回路电流就始终被短路。

通过电容器，提供了为触发单元供电的工作电流。只要电容器电压降低了一些，电容器就被次级回路电流重新补充充电(中断短路连接)。

绕组及其连接导线由铋(或者钨)，也就是一种抗磁材料组成。另一种公知且适合的抗磁材料是例如同样可以被采用的锑化铟。

当有短路电流流过时，抗磁材料增大了的电阻将对工作电流加以限制，这取决于铁心中的磁通量，因而取决于初级回路电流的大小。这也适用于连接导线，只要这些连接导线处于导体的磁场中。

将电流互感器设计成25A的电流互感器，也就是说，当初级回路电流为50A时，因为抗磁材料的缘故，只能通过触发单元的电子部件激励出最大为25A的次级回路电流。在短路的瞬间，次级回路电流主要通过互感器绕组的内电阻确定。

通过优化，也就是选取抗磁材料，使特性曲线(欧姆电阻与磁场强度的关系)与25A的电流互感器相匹配，所述25A的电流互感器的电子部件将不再承受大于25A的电流，也就是说，触发单元的电子部件因为过电流区域的自动限制将不再过载。

Claims (1)

1.一种用于中断流经导体的电流的开关，尤其用于低压的断路器，具有为了断开所述开关而在机械构造上互相分开的触头和检测电流的电流传感器以及电子触发单元和供给触发单元工作电流的电源，所述电子触发单元将所检测到的电流与临界值进行比较，并且在超出所述临界值时触发开关断开，所述电源具有包括绕组和铁心的电流互感器，将所述绕组通过连接导线与触发单元连接并且布设在导体的磁场中，其特征在于，绕组和/或其连接导线至少局部地由抗磁材料构成，其中，这样选取所述抗磁材料并且将其这样布设在导体的磁场中，即，使得当有相当大的短路电流流过时，抗磁材料的增大了的电阻，相应地限制工作电流。