开关设备和方法技术

本发明专利技术涉及一种用于具有多个导体的低压电路的开关设备，‑具有壳体，所述壳体具有布置在壳体上的用于对低压电路的导体进行连接的连接触头，‑具有处于壳体中的机械单元，所述机械单元具有隔离功能和切断或接通位置，所述机械单元具有用于对低压电路的导体进行电中断的隔离触头。设置有电子单元，所述电子单元在电流侧相对于机械单元串联连接，设置有与机械单元连接的辅助开关，所述辅助开关又与电子单元连接，辅助开关和电子单元设计为，使得在机械单元的断开过程中电子单元变为高阻的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开关设备和方法本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的用于中断具有多个导体的低压电路的开关设备和按照权利要求19的前序部分所述的用于具有隔离功能的开关设备的方法。隔离开关或者负荷隔离开关是普遍已知的。隔离器或者隔离开关是电气操作系统，它们用于无负荷地(无电流地)电气隔离低压电路或者低压电气设备(部件)。负荷下的电气隔离借助传统的隔离器是不可行的或者只有限地可行，并且可能由于在隔离时形成的电弧导致隔离器损坏。负荷隔离器或者负荷隔离开关是电气操作系统，它们设计用于在负荷下电气隔离低压电路或者低压电气设备(部件)。为此，负荷隔离器例如具有灭弧装置，借助所述灭弧装置能够将在电气隔离时在负荷下形成的电弧从负荷隔离器的开关元件上导引开并且能够使所述电弧在灭弧装置的耐热的区段中、例如灭弧室中熄灭。以此方式避免了负荷隔离器的敏感部件由于电弧引起的热过载。隔离器或者负荷隔离器的特别的实施方式是有保险的负荷隔离器、如保险负荷隔离器或者保险负荷隔离开关。保险负荷隔离器是具有电气保险装置、如熔断保险丝、例如所谓的NH保险丝的负荷隔离器。隔离开关或者负荷隔离开关通常被手动地操作，例如通过如形式为串动把手或者杠杆的手柄，它们断开电路的触头，因此实现尤其具有隔离路径或者保护路径的电流隔离。在隔离开关或者负荷隔离开关中没有规定在短路时的中断、尤其是重复的中断。但短路接通在隔离开关或者负荷隔离开关中是允许的。在保险隔离开关或者保险负荷隔离开关中，原则上也只规定了手动的中断，保险只用作对于极端情况的附加保护。通常在保险负荷隔离开关中也必须首先更换保险，才可以再为低压电路或者设备供应能量。与之不同，已知断路器、线路保护开关或者故障电流保护开关。在此，电路的中断自动地或者手动地进行，通常在存在确定的过电流条件、短路条件或者故障电流条件时自动地进行。在中断之后，这些设备可以再次相对快速地接通。手动的切断同样是可行的。线路保护开关和断路器指的是保护设备或者保护开关设备，它们与保险装置类似地工作。线路保护开关和断路器监测借助至少一个导体流过所述线路保护开关和断路器的电流并且在超过保护参数、如电流极限值或者电流-时间段极限值、也就是针对一定的时间段存在的电流值时，所述线路保护开关和断路器中断向能量阱(Energiesenke)或用电器的能量流或者电流，这被称为触发。所述中断在此以机械的方式通过断开触头实现。故障电流保护开关确定电路中的电流总和，所述电流总和在正常情况下为零，并且在超过差分电流值、即超过不为零的高于确定的(差分)电流值或者说故障电流值的电流总和时中断电路。所述中断在此自动地实现。低压指的是不超过1000伏的交流电压和/或1500伏的直流电压的电压。低压尤其指的是大于具有50伏的交流电压值以及120伏的直流电压值的小电压的电压。尤其用于低压的电路指的是用于不超过6300安培、特别是不超过1600安培、1200安培、630安培、125安培、80安培、63安培、40安培、25安培或者16安培的电流的电路。所述的电流值尤其指的是额定电流和/或关断电流，即在正常情况下最大地导引通过电路的电流或者在所述电流时电路通常被中断的电流，例如通过开关设备或者保护装置或者保护开关设备、如断路器或者线路保护开关中断。本专利技术涉及具有隔离功能的开关设备。隔离功能指的是在开关设备的触头之间的一定最小距离或者最小空气间隙。这个最小空气间隙基本上与电压相关。其它参数是污染度、场的类型(均匀的，不均匀的)和空气压力或者在基准零点以上的高度(或者说海拔高度)。对于这些最小空气间隙或者泄漏路径具有相应的规定或者标准。这些规定例如对于空气、针对冲击耐压强度说明了针对不均匀的和均匀的(理想)电场的与污染度有关的最小空气间隙。冲击耐压强度(Stoβspannungsfestigkeit)是在施加相应的冲击电压时的强度。只在存在这个最小长度(最小间隙)时，开关设备或者开关装置具有隔离功能(隔离器性能)。在此，按照本专利技术针对隔离功能和其性能有关的标准系列是DINEN60947或者IEC60947，在此通过引用参考这些标准系列。尤其在通断(或者说开关)时、也就是尤其在断开时存在的问题是，在较高的电流中形成较大的电弧并且开关必须相应地设计得结实或者尺寸较大。中断的数量在高电流时是有限的。本专利技术所要解决的技术问题是，改善本文开头所述类型的具有隔离功能的开关设备，尤其是改善通断或者提高可能的通断过程的数量或者使用寿命。上述技术问题通过具有权利要求1的特征的开关设备或者按照权利要求19所述的用于开关设备的方法解决。按照本专利技术规定一种用于具有多个导体的低压电路的开关设备，-具有壳体，所述壳体具有布置在壳体上的用于对低压电路的导体进行连接的连接触头，-具有处于壳体中的机械单元，所述机械单元具有隔离功能和切断或接通位置(断开或者闭合)，所述机械单元具有用于对低压电路的导体进行电中断的隔离触头(即隔离触头或者开关触头是断开或者闭合的)。按照本专利技术，设置有电子单元，所述电子单元在电流侧相对于机械单元串联连接，设置有与机械单元连接的辅助开关，所述辅助开关又与电子单元连接，辅助开关和电子单元设计为，使得在机械单元的断开过程中电子单元变为高阻的。高阻指的是只还有可忽略大小的电流流过的状态。高阻的阻值尤其指的是大于1千欧、更好地大于10千欧、100千欧、1兆欧、10兆欧、100兆欧、1千兆欧、10千兆欧、100千兆欧、1兆兆欧或者更大的阻值。这具有的特别优点是，在通断过程中低压电路的电流大小明显降低，因此可以几乎无功率地或者理想地不具有功率地通断。由此可以避免开关电弧，机械触头的负载更小。由此可以大幅提高可能的通断过程的数量或者使用寿命。本专利技术的有利的设计方案在从属权利要求中说明。在本专利技术的一种有利的设计方案中，所述隔离功能的特征在于：-隔离触头在切断位置中的、尤其是通过壳体的透明部分实现的可见性，或者-隔离触头的、尤其是通过操作杆、开关位置显示或者显示装置实现的位置显示、尤其是一一对应的位置显示。这具有的特别优点是，实现了对隔离功能的明确识别。在本专利技术的一种有利的设计方案中，所述隔离功能的特征在于在切断位置(断开位置、断开的触头)中的断开的隔离触头的、与额定冲击耐压强度和污染度有关的最小空气间隙。所述最小空气间隙尤其在0.01mm至14mm之间。这具有的特别优点是，存在最小空气间隙的简单的实现方式。在本专利技术的一种有利的设计方案中，所述隔离功能的特征在于在切断位置中的断开的隔离触头的、与额定冲击耐压强度和污染度有关的最小空气间隙。所述最小空气间隙在0.33kV时的0.01mm至12kV时的14mm之间，尤其对于污染度1，尤其对于不均匀场。在一种有利的设计方案中，最小空气间隙具有以下值：EDINEN60947-1(VDE0660-100):2018-06表格13-最小空气间隙...

【技术保护点】
1.一种用于具有多个导体的低压电路的开关设备(SG)，/n-具有壳体(GEH)，所述壳体具有布置在壳体上的用于对低压电路的导体(L1、L2、L3)进行连接的连接触头(AK1、…、AK6)，/n-具有处于壳体中的机械单元(M)，所述机械单元具有隔离功能和切断或接通位置，所述机械单元具有用于对低压电路的导体(L1、L2、L3)进行电中断的隔离触头(K1、K2、K3)，/n其特征在于，/n设置有电子单元(E)，所述电子单元在电流侧相对于机械单元(M)串联连接，/n设置有与机械单元(M)连接的辅助开关(A)，所述辅助开关又与电子单元(E)连接，/n辅助开关(A)和电子单元(E)设计为，/n使得在机械单元(M)的断开过程中电子单元(E)变为高阻的。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180808 DE 102018213354.91.一种用于具有多个导体的低压电路的开关设备(SG)，
-具有壳体(GEH)，所述壳体具有布置在壳体上的用于对低压电路的导体(L1、L2、L3)进行连接的连接触头(AK1、…、AK6)，
-具有处于壳体中的机械单元(M)，所述机械单元具有隔离功能和切断或接通位置，所述机械单元具有用于对低压电路的导体(L1、L2、L3)进行电中断的隔离触头(K1、K2、K3)，
其特征在于，
设置有电子单元(E)，所述电子单元在电流侧相对于机械单元(M)串联连接，
设置有与机械单元(M)连接的辅助开关(A)，所述辅助开关又与电子单元(E)连接，
辅助开关(A)和电子单元(E)设计为，
使得在机械单元(M)的断开过程中电子单元(E)变为高阻的。


2.按照权利要求1所述的开关设备(SG)，
其特征在于，
所述隔离功能的特征在于：
-隔离触头(K1、K2、K3)在切断位置中的、尤其是通过壳体(GEH)的透明部分实现的可见性，
或者
-隔离触头(K1、K2、K3)的、尤其是通过操作杆、开关位置显示或者显示装置实现的位置显示、尤其是一一对应的位置显示。


3.按照权利要求1或2所述的开关设备(SG)，
其特征在于，
所述隔离功能的特征在于在切断位置中的断开的隔离触头的、与额定冲击耐压强度和污染度有关的最小空气间隙，
所述最小空气间隙尤其在0.01mm至14mm之间。


4.按照权利要求1、2或3所述的开关设备(SG)，
其特征在于，
所述隔离功能的特征在于在切断位置中的断开的隔离触头的、与额定冲击耐压强度和污染度有关的最小空气间隙，
对于不均匀场，所述最小空气间隙处于0.33kV时的0.01mm至12kV时的14mm之间，并且污染度为1。


5.按照前述权利要求之一所述的开关设备(SG)，
其特征在于，
所述机械单元(M)具有操作杆或者手动地、电动地、气动地或者通过弹簧储能器驱动的开关机构，用于操作所述隔离触头(K1、K2、K3)以实现切断或接通位置。


6.按照前述权利要求之一所述的开关设备(SG)，
其特征在于，
在所述机械单元(M)的断开过程中，在断开触头(K)之前、在断开触头(K)期间或者在断开触头(K)之后，所述电子单元(E)变为高阻的。


7.按照前述权利要求之一所述的开关设备(SG)，
其特征在于，
所述机械单元(M)是负荷隔离开关的机械单元，尤其将所述开关设备(SG)设计为隔离开关。


8.按照前述权利要求之一所述的开关设备(SG)，
其特征在于，
在所述机械单元(M)的闭合过程中，为了实现接通位置，在闭合触头之后所述电子单元(E)变为低阻的。


9.按照前述权利要求之一所述的开关设备(SG)，
其特征在于，

【专利技术属性】
技术研发人员：J休斯曼，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE