[go: up one dir, main page]

CN118020129A - 保护开关设备及方法 - Google Patents

保护开关设备及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN118020129A
CN118020129A CN202280065362.1A CN202280065362A CN118020129A CN 118020129 A CN118020129 A CN 118020129A CN 202280065362 A CN202280065362 A CN 202280065362A CN 118020129 A CN118020129 A CN 118020129A
Authority
CN
China
Prior art keywords
unit
voltage
electronic
switching device
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280065362.1A
Other languages
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens Corp filed Critical Siemens Corp
Publication of CN118020129A publication Critical patent/CN118020129A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01HELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H71/00Details of the protective switches or relays covered by groups H01H73/00 - H01H83/00
    • H01H71/10Operating or release mechanisms
    • H01H71/12Automatic release mechanisms with or without manual release

Landscapes

  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Breakers (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:‑壳体,其具有至少一个电网侧的接头和负载侧的接头,‑机械分离触点单元,其与电子中断单元串联连接,其中机械分离触点单元与负载侧的接头相关联并且电子中断单元与电网侧的接头相关联,‑确定低压电路中、尤其是电网侧的相导体接头和负载侧的相导体接头之间的电流的大小,在超过电流界限值或/和电流‑时间界限值时,启动低压电路的电流流动的避免,‑在低压电路的两个导体之间设置测量阻抗,其中测量阻抗一方面与机械分离触点单元和电子中断单元(EU)之间的连接部连接,‑为了对保护开关设备进行功能检查,在机械分离触点单元的触点断开并且电子中断单元切换为高阻的情况下,将电子中断单元切换到低阻状态持续第一时间段。

Description

保护开关设备及方法
技术领域
本发明涉及具有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针对具有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。额定电流可以进一步分级,从0.5A经过1A、2A、3A、4A、5A、6A、7A、8A、9A、10A等直至16A。
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(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安全性或者在通过保护开关设备要保护的低压电路中实现更高的安全性。
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根据权利要求16的方法来解决。
根据本发明,提出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,该保护开关设备具有:
-壳体,具有至少一个电网侧的接头和负载侧的接头,
-机械分离触点单元,其与电子中断单元串联连接,其中机械分离触点单元与负载侧的接头相关联,并且电子中断单元与电网侧的接头相关联,
-机械分离触点单元能够通过断开触点以避免电流流动或者通过闭合触点以用于低压电路中的电流流动来切换,
-电子中断单元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者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,
-电流传感器单元,用于确定低压电路的电流的大小,
-控制单元,其与电流传感器单元、机械分离触点单元和电子中断单元连接,其中,在超过电流界限值或/和电流-时间界限值时,启动低压电路的电流流动的避免。
根据本发明,在低压电路的两个导体之间设置测量阻抗。测量阻抗一方面与机械分离触点单元和电子中断单元之间的连接部连接。另一方面,测量阻抗与另一导体连接。特别是与电网侧的接头处的另一导体连接。
根据本发明,保护开关设备被设计为,为了对保护开关设备进行功能检查,在机械分离触点单元的触点断开并且电子中断单元切换为高阻的情况下,电子中断单元(EU)切换到低阻状态持续第一时间段。
也就是说,电子中断单元从高阻状态出发切换到低阻状态持续第一时间段并且随后又处于高阻状态。
第一时间段可以在100μs至1s的范围内。例如,100μs、200μs、…、1ms、2ms、…、10ms、11ms、…、20ms、21ms、…、100ms、…、200ms、…1s。
当开关时间在1ms至2ms的范围内时,可以探测电压变化用于功能检查。在20ms至100ms或1秒的时间段中,可以(多次)检查,在电子中断单元上是否存在大约0V电压(电压的瞬时值或有效值)。
这具有特别的优点,即电子中断单元可以在其“可接通性和接通状态”方面被检查。
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。
在本发明的一个有利的设计方案中,保护开关设备被设计为,使得(对于导体)可以确定电子中断单元上的电压的大小。
这具有特别的优点,即特别是电子中断单元的电网侧的连接点和负载侧的连接点之间的电压的大小是可确定的或被确定。
在本发明的一个有利的设计方案中,在将电子中断单元切换(操作)到低阻状态持续第一时间段时,确定电子中断单元上的电压的大小。在超过第二电压阈值时,存在第二故障条件,使得避免电子中断单元进一步或随后变为低阻或/和避免触点的闭合。(也就是说,在低于第二电压阈值时不存在故障条件)。
第一电压阈值应该优选小于1V。第一电压阈值可以在0伏特(或大于0伏特)和小于(例如小于10%)当前施加的交流电压的瞬时值之间(特别是在监测或比较瞬时值时)。
这具有特别的优点,即电子中断单元能够更准确地在其“可接通性”或接通状态方面被检查。
在本发明的一个有利的设计方案中,保护开关设备被设计为,使得在机械分离触点单元的触点断开的情况下,在电子中断单元切换为高阻的情况下确定电子中断单元上的电压的大小。在低于第一电压阈值时,存在第一故障条件,从而避免电子中断单元(必要时重新或首次)变为低阻或/和避免触点闭合。(也就是说,在超过第一电压阈值时不存在故障条件)。
第一电压阈值可以是交流电压的有效值/平均值/rms值。第一电压阈值可以是电压的瞬时值。该比较可以通过有效值或者通过时间上的瞬时值来进行。
这用于检查电子中断单元的“可关断性或关断状态”,即基于半导体的开关元件变为高阻或成为高阻。
第一电压阈值例如有利地为低压电路的额定电压或所施加的电压的5至15%,例如10%。这既适用于交流电压的有效值也适用于交流电压的瞬时值,这取决于所选择的比较类型。例如也可以在特定时间点测量交流电压的瞬时值。例如,在交流电压的瞬时值为+300V或-300V的时间点。
这具有特别的优点,即在电子中断单元的关断特性方面给出简单的检查。
在本发明的一个有利的设计方案中,在存在(两个)故障条件中的一个故障条件时避免机械分离触点单元的触点闭合。
特别地,不向机械分离触点单元输出释放信号(enable)。也就是说,机械分离触点单元的触点不能通过手柄闭合。
此外,可以避免电子中断单元变为低阻。
还可能存在其它故障条件。
这具有特别的优点,即仅能接通具有能正常工作的电子中断单元的能正常工作的保护开关设备。因此提高了低压电路中的运行可靠性。因此确保了电子中断单元的可接通性和可关断性起作用。
在本发明的一个有利的设计方案中,保护开关设备还可以被实施为提供进一步的改进:
-壳体,该壳体具有低压电路的电网侧的中性导体接头、电网侧的相导体接头、负载侧的中性导体接头、负载侧的相导体接头,
-尤其两极的(尤其在单相电路中)机械分离触点单元,该机械分离触点单元具有负载侧的连接点和电网侧的连接点,其中负载侧的连接点与负载侧的中性导体接头和相导体接头连接,使得能够切换用于避免电流流动的触点的断开或者用于低压电路中的电流流动的触点的闭合,
-尤其是单极的电子中断单元,
具有电网侧的连接点,该电网侧的连接点与电网侧的相导体接头电连接,以及
负载侧的连接点,该负载侧的连接点与机械分离触点单元的电网侧的连接点连接,
其中,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或开关元件的低阻状态以用于低压电路中的电流流动,
-电流传感器单元,用于确定低压电路的电流的大小,
-控制单元,该控制单元与电流传感器单元、机械分离触点单元和电子中断单元连接,其中,在超过电流界限值或/和电流-时间界限值时,启动低压电路的电流流动的避免。
根据本发明,电子中断单元的电网侧的连接点和负载侧的连接点之间的电压的大小是可确定的或者被确定。
为此,可以设置至少一个与控制单元连接的电压传感器单元。在多个电压传感器单元的情况下,这些电压传感器单元与控制单元连接。
根据本发明,通过确定电子中断单元上的电压的大小可以确定电子中断单元的工作能力。因此,根据本发明实现了保护开关设备的提高的运行安全性。此外,还提出了一种保护开关设备的新的架构或结构设计方案。
在本发明的一个有利的设计方案中,设置与控制单元连接的第一电压传感器单元,该第一电压传感器单元确定电子中断单元上的、尤其是电子中断单元的电网侧的连接点和负载侧的连接点之间的第一电压/所述第一电压的大小。
这具有特别的优点,即给出了仅具有一个电压传感器单元的简单的解决方案。
在本发明的一个有利的设计方案中,替换地设置与控制单元连接的第二电压传感器单元,该第二电压传感器单元确定电网侧的中性导体接头和电网侧的相导体接头之间的第二电压的大小。
此外,设置与控制单元连接的第三电压传感器单元,该第三电压传感器单元确定电网侧的中性导体接头和电子中断单元的负载侧的连接点之间的第三电压的大小。
保护开关设备被设计为,使得从第二电压和第三电压之间的差确定电子中断单元的电网侧的连接点和负载侧的连接点之间的第一电压/所述第一电压的大小。
这具有特别的优点,即基于经典的电压测量给出另一解决方案。此外,能够实现对保护开关设备的更广泛的检查。
在本发明的一个有利的设计方案中,电流传感器单元在电路侧设置在电网侧的相导体接头和负载侧的相导体接头之间。
这具有特别的优点,即给出设备的紧凑的两部分,一方面具有相导体中的电子中断单元连同电流传感器单元,另一方面具有连续的中性导体。此外,利用相导体中的电流传感器单元实现了不仅在电路本身中而且在接地故障电流的情况下关于电流的进一步监控。
在本发明的一个有利的设计方案中,尤其在机械分离触点单元的电网侧的连接点之间连接有测量阻抗。
特别地,测量阻抗是电阻器或/和电容器,即单个元件或两个元件的串联或并联电路。
特别地,测量阻抗应当具有高的电阻值或阻抗值,以便有利地保持低损耗。特别地,电阻值应大于100KOhm,更好的是大于1MOhm、2MOhm、3MOhm、4Mohm或5MOhm、更特别地大于5MOhm。在230伏的低压电路中,使用例如1MOhm的测量电路导致大约50mW的损耗。
这具有特别的优点,即提供了对电子中断单元的工作能力的更好的检查,特别是在断开分离触点的情况下,尤其是在根据本发明的保护开关的架构中。
在本发明的一个有利的设计方案中,低压电路是三相交流电路。保护开关设备具有多个或另外的电网侧的和负载侧的相导体接头,以便保护电路的相。在每个电网侧的和负载侧的相导体接头之间分别设置电子中断单元,其具有根据本发明的电压确定装置、尤其是第一电压传感器单元。此外,在每个电网侧的和负载侧的相导体接头之间设置机械分离触点单元的触点。
这具有特别的优点,即能够实现对三相交流电路的保护。
在本发明的一个有利的设计方案中,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,即实现提高的运行安全性,因为触点不能无意地通过控制单元闭合。
在本发明的一种有利的设计方案中,机械分离触点单元能够通过机械的手柄来操作,以便切换触点的断开或触点的闭合。
这具有特别的优点,即给出了经典的线路保护开关的功能性。
在本发明的一种有利的设计方案中,机械分离触点单元被设计为,使得只有在释放(enable)、尤其是释放信号之后才能够通过机械的手柄闭合触点。
这具有特别的优点,即得到提高的保护和提高的运行安全性,因为避免了接通有缺陷的保护开关。
在本发明的一个有利的设计方案中,设置尤其是用于控制单元的能量供应装置,该能量供应装置与电网侧的中性导体接头和电网侧的相导体接头连接。
特别地,在与电网侧的中性导体接头的连接中设置保险丝、尤其是熔断保险丝。有利地,测量阻抗可以特别地经由保险丝与电网侧的中性导体接头连接。
这具有特别的优点,即能够实现紧凑的电子组件。此外,在保护开关设备中在相导体和中性导体之间仅存在一个横向连接。因此,可以容易地保护、保障或发现保护开关设备中的故障,该故障导致相导体和中性导体之间的短路。
在本发明的一种有利的设计方案中,在机械分离触点单元的触点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值的情况下、特别是超过第一电流值持续第一时间界限的情况下,电子中断单元变为高阻并且机械分离触点单元保持闭合,
-在所确定的电流超过(更高的)第二电流值的情况下、特别是超过第二电流值持续第二时间界限的情况下,电子中断单元变为高阻并且机械分离触点单元断开,
-在所确定的电流超过(还更高的)第三电流值的情况下,电子中断单元变为高阻并且机械分离触点单元断开。
这具有特别的优点,即对于根据本发明的保护开关设备,在电流增大时存在分级的关断方案。
在本发明的一个有利的设计方案中,控制单元具有微控制器。
这具有特别的优点,即用于提高保护开关设备或待保护的低压电路的安全性的根据本发明的功能可以通过(可适配的)计算机程序产品来实现。此外,功能的改变和改进由此可以单独地加载到保护开关设备上。
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,该保护开关设备具有相同的和其它的优点。
针对用于保护低压电气电路的保护开关设备的方法,该保护开关设备具有:
-壳体,其具有至少一个电网侧的接头和负载侧的接头,
-机械分离触点单元,其与电子中断单元串联连接,其中机械分离触点单元与负载侧的接头相关联,并且电子中断单元与电网侧的接头相关联,
-机械分离触点单元能够通过断开触点以避免电流流动或者通过闭合触点以用于低压电路中的电流流动来切换,
-电子中断单元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者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,
-确定低压电路中、特别是电网侧的相导体接头和负载侧的相导体接头之间的电流的大小,
在超过电流界限值或/和电流-时间界限值时,启动低压电路的电流流动的避免,
-在低压电路的两个导体之间设置测量阻抗,其中,测量阻抗一方面与机械分离触点单元和电子中断单元之间的连接部连接。
为了对保护开关设备进行功能检查,在机械分离触点单元的触点断开并且电子中断单元切换为高阻的情况下,电子中断单元切换到低阻状态持续第一时间段。
利用交流电压的所施加的瞬时值的极性、即测量时间点可以确定,是检查基于半导体的第一开关元件(针对第一电压极性)还是检查基于半导体的第二开关元件(针对第二电压极性)。
在将电子中断单元切换到低阻状态持续第一时间段时,确定电子中断单元上的电压的大小。在超过第二电压阈值/所述第二电压阈值时,存在第二故障条件,从而避免电子中断单元进一步变为低阻或/和避免触点闭合。
此外,在机械分离触点单元的触点断开并且电子中断单元(EU)切换为高阻的情况下,可以确定电子中断单元上的电压的大小。在低于第一电压阈值/所述第一电压阈值时,存在第一故障条件,从而避免电子中断单元变成低阻或/和避免触点闭合。
根据本发明,要求保护一种相应的计算机程序产品。计算机程序产品包括指令,该指令在通过微控制器执行程序时促使微控制器改善这种保护开关设备的安全性或者在要通过保护开关设备保护的低压电路中实现更高的安全性。
微控制器是保护开关设备、尤其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,在该存储介质上存储有计算机程序产品。
根据本发明,要求保护一种相应的数据载体信号,该数据载体信号传输计算机程序产品。
所有的设计方案,不仅以引用权利要求1或16的从属形式,而且仅仅引用权利要求的单个特征或特征组合,尤其是还有待处理的装置权利要求引用独立的方法权利要求,反之亦然,都实现了保护开关设备的改进。特别是改善了保护开关设备或电路的安全性,并且提供了一种用于保护开关设备的新方案。
附图说明
所描述的本发明的特性、特征和优点以及其实现方式结合下面对实施例的描述将变得更清楚且更容易理解,结合附图对实施例进行详细说明。
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示出了具有第一电压变化曲线的保护开关设备的第三图示,
图4示出了具有第二电压变化曲线的保护开关设备的第四图示,
图5示出了保护开关设备的第五图示。
具体实施方式
图1示出了用于保护低压电路、特别是低压交流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,保护开关设备具有:
-低压电路的电网侧的中性导体接头NG、电网侧的相导体接头LG、负载侧的中性导体接头NL、负载侧的相导体接头LL;
在电网侧GRID处通常连接有能量源,
在负载侧LOAD处通常连接有耗电器;
-(两极的)机械分离触点单元MK,具有负载侧的连接点APLL、APNL和电网侧的连接点APLG、APNG,
其中为中性导体设置负载侧的连接点APNL,为相导体设置负载侧的连接点APLL,为中性导体设置电网侧的连接点APNG,为相导体设置电网侧的连接点APLG。负载侧的连接点APNL、APLL与负载侧的中性导体接头和相导体接头NL、LL连接,从而可以通过断开触点KKN、KKL以避免电流流动或者通过闭合触点以用于低压电路中的电流流动来切换,
-特别是单极的电子中断单元EU(其在单极的实施中特别是布置在相导体中),
具有电网侧的连接点EUG,该电网侧的连接点与电网侧的相导体接头LG电连接,以及
负载侧的连接点EUL,该负载侧的连接点与机械分离触点单元MK的电网侧的连接点APLG电连接或被连接,
其中,电子中断单元通过基于半导体的开关元件具有或可以切换为开关元件的高阻状态以避免电流流动或开关元件的低阻状态以用于低压电路中的电流流动,
-用于确定低压电路的电流的大小的电流传感器单元SI,该电流传感器单元尤其布置在相导体中,
-控制单元SE,该控制单元SE与电流传感器单元SI、机械分离触点单元MK和电子中断单元EU连接,其中,在超过电流界限值或/和电流-时间界限值时,启动低压电路的电流流动的避免。
根据本发明,保护开关设备被设计为,使得可以确定电子中断单元上的电压的大小。也就是说,电子中断单元EU的电网侧的连接点EUG和负载侧的连接点EUL之间的第一电压的大小是可确定的或者被确定。
为此,在根据图1的示例中设置与控制单元SE连接的第一电压传感器单元SU1,该第一电压传感器单元确定电子中断单元EU的电网侧的连接点EUG和负载侧的连接点EUL之间的电压的大小。
在通过第一电压传感器单元SU1进行电压测量时,替换地也可以确定电子中断单元EU和电流传感器SI的串联电路上的电压,如在图1中示出的那样。电流传感器单元SI具有非常小的内阻,从而不影响或可忽略地影响对电压大小的确定。
根据本发明,在机械分离触点单元MK的电网侧的连接点APLG、APNG之间还连接有测量阻抗ZM。测量阻抗ZM例如可以是电阻器或/和电容器。测量阻抗还可以是电感器。特别地,测量阻抗可以是电阻器或/和电容器或/和电感器的串联电路或并联电路。
有利地,可以设置第二电压传感器单元SU2,该第二电压传感器单元确定电网侧的中性导体接头NG与电网侧的相导体接头LG之间的电压的大小。
也可以通过使用(在电子中断单元之前和在电子中断单元之后的)两个电压测量来替换第一电压传感器单元。通过求差来确定电子中断单元上的电压。
因此,能够设置与控制单元SE连接的第二电压传感器单元SU2/所述第二电压传感器单元SU2,该第二电压传感器单元确定电网侧的中性导体接头(NG)和电网侧的相导体接头(LG)之间的第二电压的大小。此外,可以设置与控制单元连接的(未示出的)第三电压传感器单元SU3,该第三电压传感器单元确定电网侧的中性导体接头NG和电子中断单元EU的负载侧的连接点EUL之间的第三电压的大小。保护开关设备被设计为,使得从第二电压和第三电压之间的差中确定电子中断单元EU的电网侧的连接点EUG和负载侧的连接点EUL之间的第一电压/所述第一电压的大小。
在根据图1的示例中,电子中断单元EU单极地实施,在示例中在相导体中实施。在此,用于机械分离触点单元MK的中性导体的电网侧的连接点APNG与壳体GEH的电网侧的中性导体接头NG连接。
保护开关设备SG有利地被设计为,使得机械分离触点单元MK的触点可以通过控制单元SE断开,但不能闭合,这由从控制单元SE到机械分离触点单元MK的箭头指示。
机械分离触点单元MK可以通过保护开关设备SG上的机械手柄HH操作,以便切换触点KKL、KKN的手动(人工)断开或闭合。机械手柄HH指示机械分离触点单元MK的触点的开关状态(断开或闭合)。
此外,触点位置(或手柄的位置,闭合或断开)能够被传输给控制单元SE。触点位置(或手柄的位置)例如可以借助传感器来确定。
机械分离触点单元MK有利地被设计为,使得在释放(enable,使能)、特别是释放信号之后才能够通过机械手柄(手动地)闭合触点。这同样通过从控制单元SE到机械分离触点单元MK的箭头表示。也就是说,机械分离触点单元MK的触点KKL、KKN可以通过手柄HH在存在释放或(来自控制单元的)释放信号时才闭合。在没有释放或释放信号的情况下,手柄HH虽然可以被操作,但是触点不闭合(“Dauerrutscher,持续滑移”)。
保护开关设备SG具有能量供应装置NT、例如电源件。特别地,能量供应装置NT设置用于控制单元SE,这通过图1中的能量供应装置NT和控制单元SE之间的连接表明。能量供应装置NT(另一方面)与电网侧的中性导体接头NG和电网侧的相导体接头LG连接。在与电网侧的中性导体接头NG(或/和相导体接头LG)的连接中,可以有利地设置保险丝SS、特别是熔断保险丝。
替换地,测量阻抗ZM可以经由保险丝SS与电网侧的中性导体接头NG连接。
因此,可以有利地实现三极的电子单元EE(图5),例如作为具有三个连接点的模块,即一个中性导体连接点和两个相导体连接点。电子单元EE例如具有电子中断单元EU、控制单元SE、能量供应装置NT(尤其包括保险丝SS)、电流传感器单元SI、第一电压传感器单元SU1和可选地第二电压传感器单元SU2。
低压电路可以是具有中性导体和三个相导体的三相交流电路。为此,保护开关设备可以被设计为三相变型,并且例如可以具有另外的电网侧和负载侧的相导体接头。在另外的电网侧的和负载侧的相导体接头之间以类似的方式分别设置根据本发明的电子中断单元和电压确定装置(例如通过第一电压传感器单元)。机械分离触点单元的触点也是如此。
测量阻抗ZM应该具有非常高的值(电阻值或阻抗值),以便保持低的损耗。例如,在电阻的值例如为1MOhm的情况下。1MOhm的值在230V低压电路中导致约50mW的损耗。
测量阻抗优选地应大于100KOhm。
高阻指的是一种状态,在该状态下仅还流过可忽略大小的电流。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、1千欧姆或更大的电阻值。
低阻指的是一种状态,在该状态下,在保护开关设备上给出的电流值可以流动。
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。
图2示出根据图1的图示,区别在于,在电网侧GRID处连接有具有低压电路的额定电压UN的能量源EQ。此外,在负载侧LOAD处连接有耗电器或能量吸收器ES。
此外,在控制单元SE与机械分离触点单元MK连接的情况下绘制出了释放信号enable。
示出了机械分离触点单元MK处于断开状态OFF,即具有断开的触点KKN、KKL以避免电流流动。
保护开关设备SG例如原则上以如下方式工作:在机械分离触点单元的触点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值的情况下、特别是超过第一电流值持续第一时间界限的情况下,电子中断单元EU变为高阻并且机械分离触点单元MK保持闭合,
-在所确定的电流超过较高的第二电流值的情况下、特别是超过第二电流值持续第二时间界限的情况下,电子中断单元EU变为高阻并且机械分离触点单元MK断开,
-在所确定的电流超过还更高的第三电流值时,电子中断单元变为高阻并且机械分离触点单元MK断开。
图3示出了根据图2的图示,其具有不同区别。在保护开关设备处和中的电压被详细示出:
-低压电路的能量源EQ的额定电压UN
-在电网侧的中性导体接头NG和电网侧的相导体接头LG之间施加的电网电压ULN
-在保护开关设备中通过第二电压传感器单元SU2测量的第二电压U2或UN,GND
-利用第一电压传感器单元SU1在电子中断单元EU上测量的第一电压U1或USW
在根据图3的该变型方案中,直接在电子中断单元上测量第一电压U1(或USW)(也就是说,在没有电流传感器单元SI的情况下)。第二电压U2(或UN,GND)对应于电网电压ULN减去电流传感器单元SI上的(最小)电压降以及电阻损耗。
此外示出了电子中断单元EU的细节,其中(单极的)电子中断单元EU具有基于半导体的开关元件T1、T2。在根据图3的示例中,设置两个串联连接的基于半导体的开关元件T1、T2。有利地,在两个基于半导体的开关元件T1、T2的串联电路上设置过电压保护装置TVS。
在根据图3的设计方案中,两个单向电子开关元件串联(反串联)连接。在此,第一单向开关元件在第一电流方向上可开关地布置,并且第二单向开关元件在相反的电流方向上可开关地布置,其中,单向开关元件逆着其电流开关方向(直接或间接地,例如通过内部或外部并联连接的二极管)导通。特别地,保护开关设备被设计为,使得第一开关元件和第二开关元件可以彼此独立地开关。
下面考虑以下情况:
-额定电压或电网电压(例如230V AC)施加在保护开关设备的电网侧的接头LG、NG上或电网侧GRID上或电网接头上,
-耗电器或能量吸收器ES或负载连接在保护开关设备的负载侧LOAD上,
在第一步骤中,应考虑在电子保护设备的关断状态下的检查。
为此:
-机械分离触点单元断开(触点断开)
-电子中断单元关断(基于半导体的开关元件是高阻的)
-控制单元(包括控制器单元)是激活的。
电子中断单元和机械分离触点单元之间的电势由测量阻抗ZM和关断状态下的电子中断单元的阻抗确定(分压器)。
控制单元现在可以在任意时间点(并且因此在特定的电压分配(根据电压的瞬时值、电压的半波))接通基于半导体的开关元件(两个半导体中的哪一个是激活的?)在考虑交流电压或AC电压的极性的情况下,由此可以测试电子中断单元EU的开关元件。
因此,电子中断单元EU(或电子开关)接通例如非常短的时间(在毫秒范围内)。如果电子中断单元能够正常工作,则这可以通过(同时的)电压测量(例如第一电压传感器单元、第二电压传感器单元)和(随后的)评估来确定。例如,在有缺陷的基于半导体的开关元件的情况下可以确定,该开关元件是始终保持接通(故障模式:“熔结”)还是始终保持断开(故障模式:“烧断”)。
因此,涵盖了两种典型的和常见的故障模式。
如果检查是无故障的,则可以存在用于接通保护开关设备、特别是电子中断单元或机械分离触点单元的(第一)释放条件。
如果检查不是无故障的,则不进行用于接通保护开关设备的释放,存在故障条件,从而出线或负载/耗电器不能被接通并且因此防止危险状态。
保护开关设备被设计为,使得在机械分离触点单元MK的触点断开并且电子中断单元EU被切换为高阻的情况下,确定电子中断单元上的电压的大小,即第一电压U1。
在低于第一电压阈值时,存在第一故障条件,从而避免电子中断单元变为低阻或/和避免触点闭合。关于机械分离触点单元MK,例如不从控制单元SE向机械分离触点单元MK输出释放信号enable。
在图3的右侧示出了三个与此相对应的关于时间的电压变化曲线。垂直的y轴是以伏特为单位的电压大小,在水平的x轴上绘制了以毫秒(ms)为单位的时间。分别示出了第一电压U1的大小和第二电压U2的大小关于时间的变化曲线。
在上方的第一图表NORM中示出了电子中断单元EU的无故障状态的电压变化曲线。在这种情况下,第一电压U1和第二电压U2之间的幅度差由测量阻抗ZM上的电压降导致。第一电压阈值应该以测量阻抗的大小为导向。第一电压阈值例如应该略小于额定电压减去测量阻抗上的电压降。如果第一电压U1大于第一电压阈值,则存在无故障的电子中断单元EU。评估可以基于电压的瞬时值以及电压的有效值来进行。如果第一电压U1大于第一电压阈值,则因此存在第一释放条件,其结果是允许电子中断单元变为低阻的或/和能够实现机械分离触点单元的触点的闭合。这在图3中通过从控制单元SE到机械分离触点单元MK的标记为enable的箭头示出,用于通过手柄HH释放机械分离触点单元MK的触点的闭合。从控制单元SE到电子中断单元EU的连接或箭头具有电子中断单元的开关状态关于时间的变化曲线的图示,其中电子中断单元EU的关断的/高阻的状态用off表示,并且电子中断单元EU的接通的/低阻的状态用on表示。在该示例中,电子中断单元EU处于关断状态off中,这通过在“off”旁边的直线示出。
在中间的第二图表“T1 is“shorten”(T1是短路的)”中示出了用于有缺陷的电子中断单元EU的电压变化曲线,其中在该示例中基于半导体的开关元件、该示例的中开关元件T1是持续导电的(熔结的/短路的)。
由此,在电压的半波中电流流过电子中断单元,尽管该电子中断单元实际上是(应该是)高阻的。在通过所涉及的基于半导体的开关元件所涉及的电流方向上的导电能力防止在所涉及的基于半导体的开关元件上建立电压。也就是说,第一电压U1的大小不能超过第一电压阈值,这可以借助第一电压传感器单元SU1结合控制单元SE来确定。这在图3中通过缩写DT表示。
在下方的第三图表“T2 is“shorten”(T2是短路的)”中示出了用于有缺陷的电子中断单元EU的电压变化曲线,在该电子中断单元中,另一基于半导体的开关元件、在示例中开关元件T2是持续导电的(熔结的/短路的)。对中间的图表所述的内容类似地适用。
在第二和第三图表中示出了电子中断单元EU的故障状态,该故障状态在机械分离触点单元的触点闭合和中断单元是低阻的情况下根据本发明在机械分离触点单元的触点闭合之前能够被发现并且防止手动地闭合机械分离触点单元的触点。
这将换言之再次解释。图3示出了用于如下情况的电路图和电压变化曲线的概览图,即电子中断单元中的开关元件有缺陷,在该情况下是熔结的/短路的。因为典型地使用单向截止的功率半导体,所以可以根据所施加的电压极性检查基于半导体的开关元件T1或T2的功能性。如果在能正常工作的保护开关设备的接头上施加交流电压,则在电子中断单元上产生电压U1或Usw,其可以通过相应的第一电压传感器单元SU1来确定。这在上方的图表NORM中示出。如果两个开关元件中的一个被熔结,则电压不再能够被电子中断单元接收。所测量的电压在此变为零持续一定的时间段(大约5ms)。这在两个变化曲线“T1 is“shorten””和“T2 is“shorten””中示出。这能够实现对有缺陷的开关元件的测量或确定。如果两个开关元件熔结,则第一电压U1或USW始终为零(未示出)。
图4示出了根据图3的图示,区别在于,电子中断单元EU短时间地接通和关断。这通过关于控制单元SE与电子中断单元EU之间的连接处的状态off on的矩形信号来表明。
在图4的右侧再次示出了根据图3的三个图表。示出了用于如下情况的电压变化曲线,即在电子中断单元中的开关元件有缺陷,在该情况下是烧断的/断开的。因为典型地使用单向截止的功率半导体,所以可以根据所施加的电压极性来检查开关元件T1或T2的功能性。
如果在电网侧在能正常工作的保护开关设备上施加交流电压,则在电子中断单元上产生电压U1或Usw,其可以通过相应的电压测量装置(第一电压传感器单元SU1)来测量。这在上方的变化曲线“Health”(健康)中示出。
为了检查两个基于半导体的开关元件中的一个是否被烧断,给出短的接通脉冲,即第一时间段。如果所包含的两个开关元件中的一个被烧断,则该开关元件不能再由电子中断单元接通。于是,即使在接通时,所测量的电压也始终保持如在关断状态中那样。这在中间的图表“T1 is“open”(T1是断开的)”和下方的图表“T2 is“open”(T2是断开的)”中示出。这能够实现对有缺陷的开关元件的测量或确定。
也就是说,保护开关设备被设计为,使得在机械分离触点单元MK的触点断开并且电子中断单元EU切换为高阻的情况下,电子中断单元EU切换到低阻状态持续第一时间段,确定电子中断单元上的电压的大小。
在超过第二电压阈值时,存在第二故障条件,从而避免电子中断单元变为低阻或/和避免触点闭合。
保护开关设备有利地被设计为,使得在存在故障条件时避免机械分离触点单元MK的触点闭合。特别地,不向机械分离触点单元MK输出释放信号(enable)。
图5示出根据图1至4的图示,区别在于,保护开关设备两部分地构造。保护开关设备包括例如在印刷电路板(Printed Circuit Board)上的电子的第一部分EPART。
第一部分EPART可以具有控制单元SE、第一电压传感器单元SU1、第二电压传感器单元SU2、电流传感器单元SI、电子中断单元EU、能量供应装置NT。此外,第一部分可以具有熔断保险丝SS、开关SCH、测量阻抗ZM、温度传感器TEM(特别是用于电子中断单元EU)、通信单元COM、显示单元DISP。
第一部分EPART仅具有三个接头:
-电网侧的相导体接头LG,
-用于机械分离触点单元MK的电网侧的相导体连接点APLG的接头,或者连接至机械分离触点单元MK的电网侧的相导体连接点APLG的接头,
-用于连接到电网侧的中性导体接头NG的接头。
保护开关设备包含特别是机械的第二部分MPART。第二部分MPART可以具有机械分离触点单元MK、手柄HH、释放单元FG。此外,第二部分可以具有位置单元POS,用于将机械分离触点单元MK的触点的位置报告给控制单元以及(中性导体)连接。
可以设置其它未详细示出的单元。
通过分成两部分,可以有利地实现根据本发明的紧凑的保护开关设备。
当存在释放信号enable时,释放单元FG引起通过手柄HH对机械分离触点单元的触点的操作的释放。
在下文中,将再次总结和更详细地解释本发明。
示例性地提出一种电子保护和开关设备,其具有:
-具有电网侧的接头和负载侧的接头的壳体
-电压传感器单元
-用于测量(负载)电流的电流传感器单元
-机械分离触点单元,包括手柄(包括触点位置指示,通过电子器件的触发,分离器特性)
-具有基于半导体的开关元件的电子中断单元
-控制单元
-检查电子中断单元的工作能力,
-通过连续测量电子中断单元上的电压;在此例如,在接通状态下可以确定,例如半导体器件是否烧断;
-方式是,在触点断开的情况下短时间地(<10ms,优选<1ms,通常:<20ms,50ms,100ms,200ms,500ms或1s)接通并且重新立即断开电子中断单元,
并且同时采集电压测量值和/或电流测量值,并且分析该电压测量值和/或电流测量值,使得识别出熔结的或烧断的电子中断单元或者识别出熔结的或烧断的开关元件。
有利地,首先测量,然后切换和测量。
提出了一种电子中断单元上的第一电压传感器单元/电压测量单元,以便确定电子中断单元上的电压。替换地,可以与第二电压传感器单元并联地设置第三电压传感器单元,该第三电压传感器单元设置在电子中断单元的负载侧的接头上,即在电子中断单元和机械分离触点之间设有触点单元,其中,该触点单元一方面与相导体连接,另一方面与中性导体连接。根据第二和第三电压传感器单元之间的电压的求差可以确定第一电压。在这种情况下可以取消第一电压传感器单元。
提出一种附加的测量阻抗,该附加的测量阻抗安装在两个导体/电流路径(相导体L和中性导体N)之间,以便为了测量目的限定电子中断单元EU和机械分离触点单元之间的电势(不是“浮动的”电势)。
提出一种计算机程序产品或算法,该计算机程序产品或算法在合适的时间点(电网电压的瞬时值)接通和关断电子中断单元或基于半导体的开关元件,并且同时评估所测量的电流值和电压值,以便识别出电子中断单元是能正常工作的或不能正常工作的。
控制单元SE可以(为此)具有微控制器。在微控制器上可以执行计算机程序产品。计算机程序产品包括命令,该命令在通过微控制器执行程序时促使微控制器控制保护开关设备,特别是支持、特别是执行根据本发明的方法。
计算机程序产品可以存储在计算机可读的存储介质上,如CD-ROM、USB棒或类似物。
此外,可以存在一种数据载体信号,该数据载体信号传输计算机程序产品。
提出一种机械分离触点单元,只要控制单元不发送释放信号“enable”,该机械分离触点单元就不能接通。
用于切换基于半导体的开关元件(用于检查)的时间点取决于当前施加的电网电压的极性,从而可以有针对性地检查各个开关元件。此外,在选择时间点时可以考虑电压的瞬时值。
具体为:
-第一时间段:非常短到短,10μs到1s,
-第一电压阈值:额定电压的有效值/RMS值或施加的交流电压或交流电压的瞬时值的5-10%;例如10-20V,
-第二电压阈值:小于1伏特,
总结如下:
-测量电子中断单元上的电压或者确定电子中断单元EU上的电压降(例如通过简单的分压器),
-用于确定电子中断单元和机械分离触点单元之间的电势的高阻的测量阻抗(优选地R和/或C),
-确定电子中断单元上的电压,以用于识别功率半导体的熔结或烧断的状态,
-在对电子中断单元进行无故障检查之后,释放接通机械分离触点单元的可能性。
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 (22)

1.一种用于保护低压电路的保护开关设备(SG),具有:
-壳体(GEH),所述壳体具有至少一个电网侧的接头和负载侧的接头,
-机械分离触点单元(MK),所述机械分离触点单元与电子中断单元(EU)串联连接,其中所述机械分离触点单元与负载侧的接头相关联并且所述电子中断单元(EU)与电网侧的接头相关联,
-所述机械分离触点单元(MK)能够通过断开触点以避免电流流动或闭合触点以用于低压电路中的电流流动来切换,
-所述电子中断单元(EU)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,
-电流传感器单元(SI),所述电流传感器单元用于确定低压电路的电流的大小,
-控制单元(SE),所述控制单元与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,在超过电流界限值或/和电流-时间界限值时,启动低压电路的电流流动的避免,
-在所述低压电路的两个导体之间设置测量阻抗,其中所述测量阻抗一方面与所述机械分离触点单元(MK)和所述电子中断单元(EU)之间的连接部连接,
-所述保护开关设备被设计为,
为了对所述保护开关设备进行功能检查,在所述机械分离触点单元(MK)的触点断开并且所述电子中断单元(EU)切换为高阻的情况下,所述电子中断单元(EU)切换到低阻状态持续第一时间段。
2.根据权利要求1所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述保护开关设备被设计为,使得能够针对导体确定所述电子中断单元上的电压的大小。
3.根据权利要求2所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
所述保护开关设备被设计为,使得在所述机械分离触点单元(MK)的触点断开的情况下,在所述电子中断单元(EU)切换为高阻的情况下确定所述电子中断单元上的电压的大小,
在低于第一电压阈值时,存在第一故障条件,从而避免电子中断单元变为低阻或/和避免触点闭合。
4.根据权利要求2或3所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
在将所述电子中断单元(EU)切换到所述低阻状态持续第一时间段时,确定所述电子中断单元上的电压的大小,
在超过第二电压阈值时,存在第二故障条件,从而避免电子中断单元进一步变为低阻或/和避免触点闭合。
5.根据权利要求3和4所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
在存在故障条件时,避免所述机械分离触点单元(MK)的触点闭合,
特别是不向所述机械分离触点单元(MK)输出释放信号(enable)。
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,
设置与所述控制单元(SE)连接的第一电压传感器单元(SU1),所述第一电压传感器单元确定所述电子中断单元(EU)的电网侧的连接点(EUG)和负载侧的连接点(EUL)之间的第一电压的大小。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的保护开关设备(SG),
其特征在于,
设置与所述控制单元(SE)连接的第二电压传感器单元(SU2),所述第二电压传感器单元确定在电网侧的中性导体接头(NG)和电网侧的相导体接头(LG)之间的第二电压的大小,
设置与所述控制单元连接的第三电压传感器单元(SU3),所述第三电压传感器单元确定电网侧的中性导体接头(NG)和所述电子中断单元(EU)的负载侧的连接点(EUL)之间的第三电压的大小,
所述保护开关设备被设计为,使得从所述第二电压和所述第三电压之间的差确定所述电子中断单元(EU)的电网侧的连接点(EUG)和负载侧的连接点(EUL)之间的第一电压的大小。
8.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,
所述电流传感器单元(SI)在电路侧设置在电网侧的相导体接头和负载侧的相导体接头之间。
9.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,
所述测量阻抗是电阻器或/和电容器。
10.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,
所述低压电路是三相交流电路,并且所述保护开关设备具有多个电网侧的和负载侧的相导体接头,在所述电网侧的和负载侧的相导体接头之间分别设置所述机械分离触点单元的触点和电子中断单元,以及设置电压传感器单元、特别是第一电压传感器单元,利用所述电压传感器单元能够确定在相应的电子中断单元上的电压的大小。
11.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(MK)的触点能够通过所述控制单元(SE)断开,但不能闭合。
12.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,以便切换触点的断开或触点的闭合。
13.根据权利要求12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)被设计为,使得只有在释放(enable)、尤其是释放信号之后才能够通过所述机械手柄闭合触点。
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,
在所述机械分离触点单元的触点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值的情况下、特别是超过所述第一电流值持续第一时间界限的情况下,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值的情况下、特别是超过所述第二电流值持续第二时间界限的情况下,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。
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,
所述控制单元(SE)具有微控制器。
16.一种针对用于保护低压电路的保护开关设备(SG)的方法,所述保护开关设备具有:
-壳体(GEH),所述壳体具有至少一个电网侧的接头和负载侧的接头,
-机械分离触点单元(MK),所述机械分离触点单元与电子中断单元(EU)串联连接,其中所述机械分离触点单元与负载侧的接头相关联并且所述电子中断单元(EU)与电网侧的接头相关联,
-所述机械分离触点单元(MK)能够通过断开触点以避免电流流动或闭合触点以用于低压电路中的电流流动来切换,
-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,
-确定低压电路中、尤其是电网侧的相导体接头和负载侧的相导体接头之间的电流的大小,
在超过电流界限值或/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,
-在所述低压电路的两个导体之间设置测量阻抗,其中所述测量阻抗一方面与所述机械分离触点单元(MK)和所述电子中断单元(EU)之间的连接部连接,
-为了对所述保护开关设备进行功能检查,在所述机械分离触点单元(MK)的触点断开并且所述电子中断单元(EU)切换为高阻的情况下,所述电子中断单元(EU)切换到低阻状态持续第一时间段。
17.根据权利要求16所述的方法,
其特征在于,
在所述机械分离触点单元(MK)的触点断开并且所述电子中断单元(EU)切换为高阻的情况下,确定所述电子中断单元上的电压的大小,
在低于第一电压阈值时存在第一故障条件,从而避免电子中断单元变为低阻或/和避免触点闭合。
18.根据权利要求16或17所述的方法,
其特征在于,
在所述电子中断单元(EU)切换到低阻状态持续第一时间段时,确定所述电子中断单元上的电压的大小,
在超过第二电压阈值时,存在第二故障条件,从而避免电子中断单元进一步变为低阻或/和避免触点闭合。
19.根据权利要求17和18所述的方法,
其特征在于,
在存在故障条件的情况下,避免通过所述机械分离触点单元(MK)的手柄来手动闭合触点。
20.一种计算机程序产品,包括指令,所述指令在通过微控制器执行所述程序时促使所述微控制器利用根据权利要求1至15中任一项所述的保护开关设备来支持、尤其是执行根据权利要求16至19中任一项所述的方法。
21.一种计算机可读的存储介质,在所述存储介质上存储有根据权利要求20所述的计算机程序产品。
22.一种数据载体信号,所述数据载体信号传输根据权利要求20所述的计算机程序产品。
CN202280065362.1A 2021-09-28 2022-09-12 保护开关设备及方法 Pending CN118020129A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021210833.4 2021-09-28
DE102021210833.4A DE102021210833A1 (de) 2021-09-28 2021-09-28 Schutzschaltgerät und Verfahren
PCT/EP2022/075225 WO2023052105A1 (de) 2021-09-28 2022-09-12 Schutzschaltgerät und verfahren

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN118020129A true CN118020129A (zh) 2024-05-10

Family

ID=83457442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280065362.1A Pending CN118020129A (zh) 2021-09-28 2022-09-12 保护开关设备及方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20240379301A1 (zh)
EP (1) EP4377984B1 (zh)
CN (1) CN118020129A (zh)
DE (1) DE102021210833A1 (zh)
WO (1) WO2023052105A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN119965794A (zh) * 2023-11-07 2025-05-09 施耐德电气(中国)有限公司 配电保护系统及其方法
DE102024110258A1 (de) * 2024-04-12 2025-10-16 Schaltbau Gmbh Intelligentes Schaltgerät
CN120432358B (zh) * 2025-05-06 2025-10-28 北京华电美仪电气科技有限公司 一种断路装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE202009014759U1 (de) * 2009-11-02 2010-02-18 E. Dold & Söhne KG Halbleiterrelais mit integriertem mechanischem Schaltelement zur Lastkreisunterbrechung (Hybridrelais)
CN112366104B (zh) 2016-03-01 2024-08-20 原子动力公司 混合式气隙和固态断路器
DE102018213354A1 (de) * 2018-08-08 2020-02-13 Siemens Aktiengesellschaft Schaltgerät und Verfahren
GB2581992A (en) * 2019-03-06 2020-09-09 Eaton Intelligent Power Ltd Circuit breaker
US11342151B2 (en) * 2019-05-18 2022-05-24 Amber Solutions, Inc. Intelligent circuit breakers with visual indicators to provide operational status
KR20220058919A (ko) 2019-09-03 2022-05-10 아톰 파워, 인크. 자가-진단, 자가-유지보수 및 자가-보호 기능을 갖는 고체 상태 회로 차단기

Also Published As

Publication number Publication date
DE102021210833A1 (de) 2023-03-30
EP4377984A1 (de) 2024-06-05
US20240379301A1 (en) 2024-11-14
WO2023052105A1 (de) 2023-04-06
EP4377984B1 (de) 2025-06-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102576999B (zh) 用于多相接地故障断续器的系统和方法
CN118020129A (zh) 保护开关设备及方法
US12244132B2 (en) Circuit breaker device and method
CN118043925A (zh) 保护开关设备及方法
US20240404765A1 (en) Circuit breaker device and method
CN118020128A (zh) 保护开关设备
CN118020125A (zh) 保护开关设备
CN118043923A (zh) 保护开关设备
US12322951B2 (en) Circuit breaker device and method
CN118020134A (zh) 保护开关设备
US12512279B2 (en) Circuit breaker
RU198896U1 (ru) Устройство защиты от повреждения проводника
CN118020131A (zh) 保护开关设备和方法
CN119790556A (zh) 保护开关设备及方法
US12444552B2 (en) Circuit breaker device and method
CN118160058A (zh) 保护开关设备及方法
US20250046538A1 (en) Circuit breaker device and method
CN118103935A (zh) 保护开关设备
US20250391619A1 (en) Circuit breaker and method
KR20180044665A (ko) 3상 전동기 제어반 전압불평형 감지시스템
CN119817017A (zh) 保护开关设备及方法
CN120693669A (zh) 保护开关设备及方法
CN120130003A (zh) 保护开关设备和方法
CN120693760A (zh) 保护开关设备及方法
CN120693759A (zh) 保护开关设备及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination