專利名稱：含有接口單元的低壓斷路器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在其本身內(nèi)含有一個(gè)接口單元的低壓斷路器，特別是涉及含有一個(gè)接口單元，例如用于所述斷路器的附件、致動器、報(bào)警器件和類似器件的通信和/或管理和/或供電的低壓斷路器。
背景技術(shù)：
眾所周知，低壓斷路器(即，用于高達(dá)1000V的工作電壓的應(yīng)用場合的那些)是被設(shè)計(jì)用于保護(hù)它們插入其中的電氣系統(tǒng)的特定部分的正確功能、以及保護(hù)對應(yīng)于所述電氣系統(tǒng)的負(fù)載的用途的那些器件。例如，它們保證不同負(fù)載所需的額定電流，使得負(fù)載能正確地插入所述電路和從其脫離，并且能在系統(tǒng)的一個(gè)特定支路發(fā)生誤操作時(shí)，經(jīng)由適當(dāng)觸點(diǎn)的電流隔離或斷開，自動斷開被保護(hù)電路以便獲得負(fù)載與電源的完全隔離。能使斷路器自動地識別誤操作的狀態(tài)并且通過斷開電路相應(yīng)地進(jìn)行干預(yù)的設(shè)備被稱為保護(hù)單元。
上述自動低壓斷路器有不同的類型，例如，所謂的模制殼斷路器(MCCB，moulded-case circuit breaker)以及所謂的空氣斷路器(ACB，air circuit breaker)。
自動斷路器通?？梢匝b備寬范圍的附件。在可以裝備到一個(gè)普通斷路器的附件當(dāng)中，有可能加以說明的，例如，用于給出狀態(tài)信號的輔助觸點(diǎn)(它可以是斷開、閉合或跳閘)，用于斷開、閉合和復(fù)位(螺線管(solenoid)控制或電動機(jī)控制，用于加載彈簧的設(shè)備)的伺服致動器，欠壓繼電器，溫度傳感器以及其它類似的器件，如將要看到的那樣，它們都落在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
上述已知類型的斷路器的一個(gè)限制被表示為這樣一個(gè)事實(shí)，即，各種附件被互相獨(dú)立地進(jìn)行管理和接線。準(zhǔn)確地說，在已知的解決方案中，被安裝在自動斷路器中的每一個(gè)附件都被配備設(shè)計(jì)用于與其對應(yīng)的信號的提供、控制或傳輸?shù)乃旧淼目偩€。
顯而易見，在上述情況下，由不同類型的輔助電纜以各種方式橫越斷路器，這些電纜從一種情況到另一種情況可保留在斷路器的整個(gè)體積內(nèi)，要么終止于斷路器的外部，以便與系統(tǒng)的其它各部分(例如外部顯示器、各種按鈕、電子控制單元、互鎖系統(tǒng)、對話單元或監(jiān)視單元)發(fā)生需要的操作性連接。
眾所周知，在一個(gè)電氣系統(tǒng)中，大量輔助電纜的出現(xiàn)通常是完全不期望的，例如因?yàn)樗顾鱿到y(tǒng)在接線和維修步驟中經(jīng)受更大的出錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)。而且，從電氣、機(jī)械和熱的觀點(diǎn)來看，以及從電磁兼容性的觀點(diǎn)來看，所有的輔助導(dǎo)電體都必須是技術(shù)上適用的。此外，它們必須是容易辨認(rèn)的，并且這明顯地給系統(tǒng)帶來高度的整體復(fù)雜性，這不可避免地包含著沉重的負(fù)擔(dān)。
特別是，在正常的接線情況下，有可能同時(shí)找到對應(yīng)于已安裝的不同附件的不同總線，例如對致動器來說，就是各輔助觸點(diǎn)、溫度傳感器和報(bào)警單元，并且這些中的每一個(gè)都被(獨(dú)立地和根據(jù)它本身的協(xié)議)調(diào)用去傳送信號流，這些信號流可以在斷路器的內(nèi)部和外部以不同方式被使用和處理。
與輔助總線或電纜的過度存在相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)缺點(diǎn)就是需要保證它們中的每一個(gè)都受到適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)，使其免遭不希望的機(jī)械或熱動作，這些動作作為存在于自動斷路器或者在含有斷路器的配電板里面的其它部件的一個(gè)結(jié)果可能隨時(shí)發(fā)生。在任何情況下，電纜的頻繁出現(xiàn)帶來了啟動適當(dāng)?shù)木S修周期的需求，當(dāng)然其成本隨著系統(tǒng)的復(fù)雜性而增加。
現(xiàn)有技術(shù)的接線方法還使用了斷路器內(nèi)部以及裝有斷路器的配電板上的重要物理區(qū)域，這與優(yōu)化和節(jié)省空間的接線原則相違背。
根據(jù)以上所述，顯而易見，在技術(shù)現(xiàn)狀下，存在對技術(shù)方案和器件的需求，這些方案將代表對用于管理和與用于自動斷路器的各種附件、報(bào)警顯示器和保護(hù)單元進(jìn)行對話，以及用于與外部監(jiān)控單元進(jìn)行對話的已知方法和器件的有效替代。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要任務(wù)就是提供一種低壓斷路器，它能克服前面所列舉的各種缺點(diǎn)，簡化各種器件和附件之間的通信，并且便于它們的管理。
在這個(gè)任務(wù)的框架內(nèi)，本發(fā)明的一個(gè)目的就是提供一種低壓斷路器，其中，將避免在已知技術(shù)的斷路器中典型的過量接線和連接的問題。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供一種低壓斷路器，與已知類型的系統(tǒng)相比，它能完全地消除、或者至少顯著地降低與接線的誤連接的可能性相關(guān)聯(lián)的任何風(fēng)險(xiǎn)。
本發(fā)明的又一個(gè)目的就是提供一種低壓斷路器，它將能便于在所述斷路器內(nèi)安裝附件和器件。
本發(fā)明的再一個(gè)目的就是提供一種低壓斷路器，其中，斷路器的各種器件和附件之間的通信以及斷路器本身和其外部的其它單元之間的通信將被簡化和合理化。
本發(fā)明的再一個(gè)目的就是提供一種低壓斷路器，其中，各種附件和相應(yīng)的通信系統(tǒng)將形成一個(gè)與斷路器本身集成的系統(tǒng)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的就是提供一種低壓斷路器，在其中，可以經(jīng)常以示教和實(shí)用的方式，以受控成本和高度的可靠性，來安裝寬范圍的附件和器件。
提供一種將呈現(xiàn)出高可靠性、相對地容易建造和具有競爭力的成本的低壓斷路器不是本發(fā)明的最不重要的目的。
通過由包括至少一個(gè)固定觸點(diǎn)和一個(gè)移動觸點(diǎn)的外殼組成的低壓斷路器，來實(shí)現(xiàn)上述主要任務(wù)和上述目的，以及在下面將更清楚地表現(xiàn)出來其它方面。根據(jù)本發(fā)明的低壓斷路器，其特征在于，它包括所述外殼內(nèi)的第一通信總線，該通信總線被設(shè)計(jì)成連接所述斷路器的多個(gè)附件和器件。根據(jù)本發(fā)明的斷路器還包括一個(gè)接口單元，它包括多個(gè)端口，這些端口被設(shè)計(jì)成經(jīng)由所述第一通信總線連接到所述附件和器件。
以此方式，由于它的創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明的斷路器以簡化的方式來實(shí)現(xiàn)斷路器的不同器件和附件之間以及它們與外部環(huán)境之間的可能對話，而不采用復(fù)雜的接線系統(tǒng)。


通過根據(jù)本發(fā)明的低壓斷路器的優(yōu)選的但是非排他性的各實(shí)施例，借助于說明性的和非限定性的實(shí)例，并且在附圖的幫助下，進(jìn)一步的特性和優(yōu)點(diǎn)將表現(xiàn)得更加清楚，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的斷路器的示意性的圖示。
具體實(shí)施例方式
將參照自動低壓斷路器來說明根據(jù)本發(fā)明的低壓斷路器，但是不打算以任何方式來限制它的應(yīng)用范圍，給出本發(fā)明一般可應(yīng)用于低壓斷路器。參照圖1，根據(jù)本發(fā)明的低壓斷路器作為一個(gè)整體用參考數(shù)字1來表示。在其更一般的實(shí)際實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的斷路器包括一個(gè)外殼，該外殼內(nèi)含有至少一個(gè)固定觸點(diǎn)和至少一個(gè)移動觸點(diǎn)(在圖中未示出)。在外殼里面，所述斷路器包括第一通信總線5，它被設(shè)計(jì)用于連接所述斷路器的一個(gè)或多個(gè)附件和器件20、30、40、50。再有，位于外殼里面的是一個(gè)接口單元10，它包括多個(gè)端口11、12、13、14、15，這些端口被設(shè)計(jì)成借助于第一通信總線5連接到上述附件和器件20、30、40、50。實(shí)際上，接口單元10被事先安排為根據(jù)所謂的“即插即用”原理接收與各種附件和器件的連接，由此使它們的安裝以及它們之間和與外部環(huán)境的通信變得簡單和容易。
根據(jù)本發(fā)明的斷路器的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，所述附件和器件中的一個(gè)由保護(hù)單元50構(gòu)成，并且接口單元10設(shè)想第一連接端口11和至少一個(gè)第二連接端口12。所述保護(hù)單元50經(jīng)由第一通信總線連接到接口單元10的第一端口11，同時(shí)所述斷路器的至少一個(gè)附件或器件20再次經(jīng)由所述第一通信總線5連接到接口單元10的第二端口12。在一個(gè)優(yōu)選的較簡單的實(shí)施例中，附件20由一個(gè)輔助觸點(diǎn)報(bào)警器件形成，用于發(fā)出關(guān)于斷路器的狀態(tài)的信號。以此方式，就能將斷路器的狀態(tài)(它可能是斷開、閉合或跳閘)告知保護(hù)單元50。
更為可取的是，經(jīng)由第二通信總線6，將保護(hù)單元50連接到一個(gè)位于斷路器1的外殼以外的監(jiān)控系統(tǒng)2。以此方式，就能經(jīng)由接口單元10，并且經(jīng)由第一通信總線5和第二通信總線6，在斷路器的內(nèi)部和/或外部，以十分簡單的方法來傳送對應(yīng)于斷路器的狀態(tài)和條件的信息和對于各種附件和致動器的控制，而不必采用復(fù)雜的和經(jīng)濟(jì)上不利的接線和連接系統(tǒng)。
在根據(jù)本發(fā)明的斷路器中，事實(shí)上還可以經(jīng)由所述第一通信總線5來管理多個(gè)附件和器件。事實(shí)上，可以在存在多個(gè)附件和器件20、30、40的情況下，再次使用第一通信總線5，將所述附件和器件的每一個(gè)連接到對應(yīng)端口12、13、14。
有利的是，可以這樣來配置接口單元10，使得端口11、12、13、14、15中的每一個(gè)都可以無差異地并且以可互換的方式被所述附件和器件20、30、40和50中的每一個(gè)使用。以此方式，可以經(jīng)由同一通信總線5，通過簡單地將它們與接口單元10連接或從其斷開，來改變斷路器的各種附件和器件的數(shù)目和/或類型。因此，無論是在初始安裝階段，還是在改變斷路器的配置的事件中，都不需要添加或去除接線和連接系統(tǒng)。
可以被安裝的附件和器件可以是不同類型的。借助于實(shí)例，可以列舉用于報(bào)告斷路器的狀態(tài)的輔助觸點(diǎn)報(bào)警設(shè)備，用于斷開、關(guān)閉或復(fù)位的致動器(actuator)，螺線管控制，電動機(jī)控制，用于加載彈簧的器件、欠壓繼電器，溫度傳感器，顯示器，以及與外部世界的其他類型的接口。
考慮到可能的附件和器件的多樣性以及根據(jù)本發(fā)明的斷路器的特性，清楚地顯現(xiàn)出可用本發(fā)明獲得的好處。例如，可以通過一個(gè)輔助觸點(diǎn)報(bào)警器件，例如20確定的對應(yīng)于斷路器的狀態(tài)的信息，可以經(jīng)由第一通信總線5和接口單元10同時(shí)送往保護(hù)器件50，從而送往監(jiān)控系統(tǒng)2，并且送往一個(gè)被連接到對話單元10的端口13的顯示器，例如30。因此作為出現(xiàn)在現(xiàn)有技術(shù)現(xiàn)狀中的已知的技術(shù)方案中的替代物，不再需要使用不同的通信總線，由此使根據(jù)本發(fā)明的斷路器的結(jié)構(gòu)和維修二者都得以相當(dāng)?shù)睾喕?br> 有利地，所述附件和器件20、30、40、50中的一個(gè)或多個(gè)可以位于斷路器的外殼里面，由此獲得高度集成和緊湊的系統(tǒng)，在優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)使用系統(tǒng)空間的意義上說，都帶來可觀的好處。
代表系統(tǒng)的心臟的接口單元10還可以執(zhí)行多種功能。作為對通信功能的替代或添加，單元10還可以執(zhí)行管理和/或供電所述附件和器件的功能，由于避免了任何進(jìn)一步的接線，由此導(dǎo)致可觀的節(jié)省和簡化。例如，除此之外，還可以從保護(hù)單元50提取供電，并且根據(jù)需要，傳送到器件20、30、40中的一個(gè)或多個(gè)。
有利的是，例如，在由一個(gè)致動器，例如40來形成所述附件和器件之一的情況下，所述致動器還可以包括一個(gè)電子換能器(transducer)41，用于與所述接口單元10連接，并且用于致動器本身的致動/供電。
從以上說明可以清楚地看出，根據(jù)本發(fā)明的低壓斷路器與已知技術(shù)相比，在通信管理的簡便性方面呈現(xiàn)出可觀的優(yōu)點(diǎn)。在根據(jù)本發(fā)明的斷路器中，事實(shí)上可以使用第一通信協(xié)議用于所述第一通信總線，并且使用第二通信協(xié)議用于所述第二通信總線。
實(shí)際上，在一個(gè)優(yōu)選的和更簡單的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的斷路器僅包括兩個(gè)通信總線和兩個(gè)相應(yīng)的通信協(xié)議，第一總線和相應(yīng)的協(xié)議專用于斷路器內(nèi)部的各種附件和器件之間的通信，而第二總線和相應(yīng)的協(xié)議則專用于斷路器和一個(gè)或多個(gè)外部單元之間的通信，例如與監(jiān)控單元2的通信。
實(shí)際上可以注意到，根據(jù)本發(fā)明的斷路器如何充分地執(zhí)行主要的任務(wù)以及事先設(shè)定的用途，在容易構(gòu)建和性能方面，以及在生產(chǎn)成本方面，如何提供相對于已知技術(shù)的顯著優(yōu)點(diǎn)。
這樣設(shè)計(jì)的低壓斷路器可以在本創(chuàng)新性理念的范圍內(nèi)進(jìn)行許多的修改和變更，而且，組成它的所有項(xiàng)目都可以用技術(shù)上等效的元件來取代。實(shí)際上，可以根據(jù)需求和技術(shù)現(xiàn)狀來采用無論什么樣的材料和尺寸。
權(quán)利要求
1.一種低壓斷路器(1)，包括一個(gè)外殼，其中含有至少一個(gè)固定觸點(diǎn)和至少一個(gè)移動觸點(diǎn)，其特征在于，它包括所述外殼里面的第一通信總線(5)，該總線被設(shè)計(jì)成連接所述低壓斷路器(1)的多個(gè)附件和器件(20，30，40，50)，以及一個(gè)接口單元(10)，該接口單元包括多個(gè)端口(11，12，13，14，15)，這些端口被設(shè)計(jì)成經(jīng)由第一通信總線(5)連接到所述附件和器件(20，30，40，50)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述器件和附件中的一個(gè)是保護(hù)單元(50)，以及所述接口單元(10)包括第一端口(11)以及至少一個(gè)第二端口(12)，保護(hù)單元(50)經(jīng)由所述第一通信總線(5)連接到所述第一端口(11)，所述斷路器的至少一個(gè)附件和器件(20)經(jīng)由所述第一通信總線(5)連接到所述第二端口(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述附件或器件(20)是輔助觸點(diǎn)報(bào)警器件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述保護(hù)單元(50)經(jīng)由第二通信總線(6)連接到所述斷路器的外殼以外的一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)(2)。
5.根據(jù)前述各項(xiàng)權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，它包括多個(gè)附件和器件(20，30，40)，所述附件和器件中的每一個(gè)經(jīng)由所述第一通信總線(5)連接到所述接口單元(10)的相應(yīng)端口(12，13，14)。
6.根據(jù)前述各項(xiàng)權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述端口(11，12，13，14，15)中的每一個(gè)可以被所述附件和器件(20，30，40)之一無差異地和可互換地使用。
7.根據(jù)前述各項(xiàng)權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述附件和器件(20，30，40)是輔助觸點(diǎn)報(bào)警器件和/或用于斷開、閉合和復(fù)位的致動器，和/或螺線管控制，和/或電動機(jī)控制，和/或用于加載彈簧的器件，和/或欠壓繼電器，和/或顯示器，和/或溫度傳感器，和/或與外部世界的接口。
8.根據(jù)前述各項(xiàng)權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述附件和器件(20，30，40)中的一個(gè)或多個(gè)位于所述斷路器的外殼里面。
9.根據(jù)前述各項(xiàng)權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述接口單元(10)執(zhí)行所述附件和器件(20，30，40，50)的通信和/或管理和/或供電的功能。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述供電取自所述保護(hù)單元(50)。
11.根據(jù)前述各項(xiàng)權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，所述附件和器件(20，30，40)中的至少一個(gè)包括一個(gè)電子換能器(41)，用于經(jīng)由所述通信總線(5)與所述接口單元(10)連接。
12.根據(jù)前述各項(xiàng)權(quán)利要求中的一項(xiàng)或多項(xiàng)所述的低壓斷路器(1)，其特征在于，它使用第一通信協(xié)議用于所述第一通信總線(5)，并且使用第二通信協(xié)議用于所述第二通信總線(6)。
全文摘要
一種低壓斷路器包括一個(gè)外殼，其中含有至少一個(gè)固定觸點(diǎn)和至少一個(gè)移動觸點(diǎn)。所述斷路器還包括所述外殼里面的第一通信總線，它被設(shè)計(jì)成連接所述低壓斷路器的多個(gè)附件和器件，以及一個(gè)接口單元，它包括多個(gè)端口，這些端口被設(shè)計(jì)成經(jīng)由第一通信總線連接到所述附件和器件。
文檔編號H02H1/00GK1745504SQ200380109280
公開日2006年3月8日 申請日期2003年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月28日
發(fā)明者塞韋里諾·科隆博, 費(fèi)代里科·甘巴 申請人:Abb服務(wù)有限公司