保护开关制造技术

本发明专利技术涉及一种用于低压电路的保护开关。其具有：‑防火开关功能，其能够确定低压电路中的故障电弧并且能够在超过故障电弧极限值时中断低压电路，‑故障电流保护开关功能，其能够确定低压电路中的故障电流并且能够在超过故障电流极限值时中断低压电路，‑用于防火开关功能和故障电流保护开关功能的电源。保护开关被构造为，确定低压电路中的电压，并且在低于所述电压的第一极限值时，切断防火开关功能。

Protection switch

The invention relates to a protection switch for a low-voltage circuit. It has the function of \u2011 fire switch, which can determine the fault arc in the low-voltage circuit and interrupt the low-voltage circuit when the fault arc limit value is exceeded, \u2011 fault current protection switch, which can determine the fault current in the low-voltage circuit and interrupt the low-voltage circuit when the fault current limit value is exceeded, \u2011 used for the fire switch function and fault current protection switch Power supply for the function. The protection switch is configured to determine the voltage in the low-voltage circuit and cut off the fire switch function when the voltage is lower than the first limit value.

【技术实现步骤摘要】
保护开关
本专利技术涉及一种用于保护低压电路的保护开关和用于针对低压电路的保护开关的方法。
技术介绍
低压是指直至1000伏交流电压或者直至1500伏直流电压的电压。保护开关是指集成了如从故障电流保护开关或剩余电流断路器已知的故障电流保护开关功能和如从防火开关或电弧故障检测设备已知的防火开关功能的组合开关。此外，还可以集成如对于线路保护开关或小型断路器已知的线路保护开关功能。另外，还可以集成其它功能。线路保护开关通常是指针对直至125安培、更具体地针对直至63安培的电流的低压线路保护开关。线路保护开关防止保护电路过电流和短路。也就是说，如果电路中的电流超过电流极限值，则可以中断电路。故障电流保护开关、简称为FI开关一般是已知的。这里通常使用所谓的总和电流互感器。在此，两个或多个导线、通常在单相交流电网中为输出导线和返回导线或外部导线和中性导线或者在三相交流电网中为所有三个外部导线和中性导线被引导通过总和电流互感器。仅对导线中的差电流、即不同于输出电流和返回电流的电流进行转换。电路中的电流总和或差电流通常等于零。如果其不等于零，则其由故障电流导致，因此可以识别出故障电流。如果其超过了故障电流极限值或差电流极限值，则可以中断电路。当总和电流互感器被构造为次级侧的能量足以操作触发单元或中断单元或触发器时，于是将这种故障电流保护开关称为与电网电压无关；否则称为与电网电压有关。防火开关是用于电路或电网的相对新型的保护装置，其用于识别故障电弧、例如并行或者串行电弧。这些故障电弧、有时也称为干扰电弧可能由于接线盒或者插座中的不良夹紧的电连接或由于不良绝缘和接触形成。防火开关特别是可以在家用安装装置、例如保险盒中用于识别这种故障，并且在存在故障或超过故障电弧极限值时中断电路。故障电弧特别地是指由于电路中的故障形成的串行电弧和并行电弧。这里不是指通常在进行开关时或由于操作希望的用电设备而形成的电弧。如果将故障电流保护开关功能、简称为RCD和防火开关功能、简称为AFDD集成在一个保护开关或设备或者模块中，例如集成在宽度为18mm的单个模块中，则必须在有限的空间中实现多个功能。如果要集成更多功能，则情况更是如此。不仅RCD部分、而且AFDD部分需要低伏特电源：必须对来自传感器(例如用于RCD的总和电流互感器或零序电流变换器；用于AFDD的电流传感器和高频传感器)的电信号进行整理和分析。这例如利用模拟或/和数字的电子部件来进行。低伏特一般是指3.3V或者5V的直流电压。电源或电源电路必须将输入电压或电网电压、一般为230V交流电压转换为低输出电压(直流电压)/低伏特。这种电源在保护开关中需要空间并且产生热。特别是在这种电源要在宽的输入电压范围内工作时。关于最低工作电压对防火开关功能或AFDD和故障电流保护开关功能或RCD的要求是不同的：-针对AFDD的标准(IEC62606)要求保护功能从额定电压或电网电压的85％起工作。在电网或电路的额定电压为230伏的情况下，这是195V。-针对RCD的标准(IEC61008)要求保护功能在230伏电网中从85伏起工作。在例如中国的国家，对保护功能的要求更高，这里要求从50伏起开始工作。这要求电源必须在宽的输入电压范围内工作。这意味着在更小的输入电压下电流消耗增加。这也意味着电路(电容器)的输入容量必须足够大，以便在小的输入电压下存储足够的能量。输入电容器的值与电路电力消耗成正例，并且与输入电压成反比。此外，电源还必须设计为对输入电压的大的值进行处理。例如，故障电流保护开关/RCD必须能够承受额定电压的3的方根倍或1.73倍的值的过电压，例如对于230V电网为400V；这在一个小时内没有损害。这意味着输入电容器也必须具有大的耐压强度。这些要求的组合导致高的耐压强度下的大的容量。这些部件很大，并不总是能够在具有有限的结构空间的紧凑型设备中实现。这种保护开关的实现很困难、很昂贵或者甚至是不可能的。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，改进开头提及的类型的保护开关，特别是能够实现用于保护开关的具有小的尺寸的电源。上述技术问题通过具有本专利技术的特征的保护开关来解决。上述技术问题还通过具有本专利技术的特征的方法来解决。根据本专利技术设置，用于低压电路的保护开关具有：-防火开关功能，其能够确定低压电路中的故障电弧并且能够在超过故障电弧极限值时中断低压电路，-故障电流保护开关功能，其能够确定低压电路中的故障电流并且能够在超过故障电流极限值时中断低压电路，-用于防火开关功能和故障电流保护开关功能的电源，保护开关被构造为，确定低压电路中的电压，在低于所述电压的第一极限值时，切断防火开关功能。这意味着，在低于电压的第一极限值时，不进行故障电弧识别。也就是说，在超过第一极限值时，接通防火开关功能。在低于第一极限值时，断开防火开关功能。这使得能够使用较小的电源，因为在电网中的电压低时，不需要为防火开关功能提供能量。由此，在电压低时，电源或电源件仅须提供较小的电流，由此使结构尺寸明显减小。这对于与电网电压有关的故障电流保护开关或故障电流保护开关功能是特别有利的。下面给出本专利技术的有利构造。在本专利技术的一个有利构造中，在低于所述电压的第一或者第二极限值时，切断保护开关的第一外围装置。这具有如下特别的优点：使得能够进一步减小电源的结构尺寸，因为在电压低时切断或者从特定电压起才接通外围装置，例如显示单元、例如显示器或者LED显示器或/和通信单元。在此，针对防火开关功能和外围装置的极限值可以相同或者不同。在本专利技术的一个有利构造中，在低于所述电压的第三极限值时，切断保护开关的第二外围装置。这具有如下特别的优点：可以根据低压电路的电压根据外围装置的电力消耗对切断进行分级，由此可以减小或优化保护开关的电源。在本专利技术的一个有利构造中，保护开关具有导线保护功能，其确定低压电路中的电流，并且能够在超过电流极限值时中断低压电路。这具有如下特别的优点：在保护开关中集成其它保护功能，由此其可以更普遍地适用。通过减小电源的结构尺寸，该附加功能能够实现。在本专利技术的一个有利构造中，设置控制装置(MCU)，其被构造为，其将所确定的电压与至少一个极限值进行比较，并且依据低于或者超过至少一个极限值切断或/和接入防火开关功能、第一或者第二外围装置。这具有如下特别的优点：例如通过具有小的电力消耗以及小的尺寸的微控制器有利地进行实现，由此能够在小的壳体或模块中实现保护开关。在本专利技术的一个有利构造中，第一、第二或者第三极限值处于100伏至180伏的范围内，特别是处于110伏至170伏的范围内。更具体地，第一、第二或者第三极限值处于120伏至160伏的范围内，特别是其具有在120、130、140、150或160伏的范围内的值，也就是说，具有+/-5伏的容差。这具有如下特别的优点：在低于按照标准要求的电网电压时也给出防火开关功能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于低压电路的保护开关，具有：/n-防火开关功能，其能够确定低压电路中的故障电弧并且能够在超过故障电弧极限值时中断低压电路，/n-故障电流保护开关功能，其能够确定低压电路中的故障电流并且能够在超过故障电流极限值时中断低压电路，/n-用于防火开关功能和故障电流保护开关功能的电源，/n其特征在于，/n保护开关被构造为，确定低压电路中的电压，/n在低于所述电压的第一极限值时，切断防火开关功能。/n

【技术特征摘要】
20161124 DE 102016223264.91.一种用于低压电路的保护开关，具有：
-防火开关功能，其能够确定低压电路中的故障电弧并且能够在超过故障电弧极限值时中断低压电路，
-故障电流保护开关功能，其能够确定低压电路中的故障电流并且能够在超过故障电流极限值时中断低压电路，
-用于防火开关功能和故障电流保护开关功能的电源，
其特征在于，
保护开关被构造为，确定低压电路中的电压，
在低于所述电压的第一极限值时，切断防火开关功能。


2.根据权利要求1所述的保护开关，
其特征在于，
在低于所述电压的第一或者第二极限值时，切断保护开关的第一外围装置。


3.根据权利要求1所述的保护开关，
其特征在于，
在低于所述电压的第三极限值时，切断保护开关的第二外围装置。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的保护开关，
其特征在于，
保护开关具有导线保护功能，其能够确定低压电路中的电流，并且能够在超过电流极限值时中断低压电路。


5.根据权利要求1至3中任一项所述的保护开关，
其特征在于，
设置控制装置(MCU)，其被构造为，其将所确定的电压与至少一个极限值进行比较，并且依据低于或者超过...

【专利技术属性】
技术研发人员：JM马特尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE