專利名稱：電弧保護(hù)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)電路中出現(xiàn)的電弧的保護(hù)。
背景技術(shù)：
當(dāng)光控開(kāi)關(guān)有故障并且在光控開(kāi)關(guān)的兩個(gè)觸頭之間的距離過(guò)短以致通過(guò)電流會(huì) 被中斷時(shí)，在電路中例如可出現(xiàn)電弧。然后，正好在兩個(gè)觸頭之間構(gòu)造了電弧。除了在電路 中成批構(gòu)造的電弧之外，電弧也可以在電路的相與零線之間形成。如果出現(xiàn)電弧，則周圍的 部件的溫度升高，并且形成燃燒。因而有意義的是提供一種設(shè)備，利用該設(shè)備保證了對(duì)電弧的防護(hù)。在USA(其 中使用了所謂的UL技術(shù)(安全檢測(cè)實(shí)驗(yàn)室(Underwriters laboratories)，具有IlOV電 網(wǎng)電壓的標(biāo)準(zhǔn)))，甚至規(guī)定了這種設(shè)備。在那里，采用了電弧保護(hù)開(kāi)關(guān)，更確切地說(shuō)，電弧 保護(hù)開(kāi)關(guān)根據(jù)預(yù)先確定的準(zhǔn)則來(lái)檢測(cè)在電路中是否存在電弧并且本身具有分離觸頭，該 分離觸頭在存在電弧的情況下被打開(kāi)。在電弧保護(hù)開(kāi)關(guān)中使用的原理被描述在US專利 5，729，145和US專利6，031，699中。在歐洲國(guó)家(其中采用IEC技術(shù)(國(guó)際電工技術(shù)委員 會(huì)(International Electrotechnical Commission)，具有 230V 的電壓的標(biāo)準(zhǔn)))，不強(qiáng)制 規(guī)定電弧保護(hù)開(kāi)關(guān)。采用IEC技術(shù)的電路利用故障保護(hù)電流開(kāi)關(guān)和線路保護(hù)裝置來(lái)保護(hù)。 如果對(duì)其還加入專用的電弧保護(hù)開(kāi)關(guān)，則這會(huì)與高的花費(fèi)相聯(lián)系。本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的模塊。這種模塊已在出版文獻(xiàn) DE 43 16 239 中公開(kāi)。在該出版文獻(xiàn)中描述了一種用于對(duì)電弧在要監(jiān)控的電路中的出現(xiàn)進(jìn)行識(shí)別的電 路，其中該電路并不具有用于使電路中斷的專用裝置。替代于此地，在出現(xiàn)電弧時(shí)將剩余電 流保護(hù)開(kāi)關(guān)(Fehlerstromschutzschalter)以如下方式橋接(ueberbruecken)電路中的 剩余電流被模擬并且隨后打開(kāi)剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)的分離觸頭。在出版文獻(xiàn)US 5 886 861 A中描述了一種用于識(shí)別電弧的單元，如果檢測(cè)到電 弧，則該單元引起要保護(hù)的電路中的觸發(fā)熔斷器的短路。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是能夠保護(hù)電路、尤其是這種基于IEC技術(shù)的電路使之免受電弧影 響，而不引起過(guò)度的花費(fèi)。該任務(wù)通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征的模塊以及通過(guò)具有根據(jù)權(quán)利要求7 所述的特征的串聯(lián)電路來(lái)解決。根據(jù)本發(fā)明的用于防止在電路中出現(xiàn)的電弧的模塊包括用于對(duì)在電路中是否出 現(xiàn)電弧進(jìn)行檢測(cè)的裝置。該模塊也包括用于促使分離觸頭的打開(kāi)的裝置。然而，在此并不涉 及構(gòu)造在該模塊中的分離觸頭，而是用于促使的裝置使在與該模塊不同的保護(hù)開(kāi)關(guān)中打開(kāi) 分離觸頭。本發(fā)明基于如下認(rèn)知通常本來(lái)就有帶有至少一個(gè)被連接或被布置在電路中的 分離觸頭的其它這樣的保護(hù)開(kāi)關(guān)可供使用，并且恰好可以使用該分離觸頭來(lái)中斷電路。根據(jù)本發(fā)明的模塊由于省去了專用的分離觸頭而是不復(fù)雜的并且因而可以緊湊地被構(gòu)建，尤 其是比傳統(tǒng)的帶有專用的分離觸頭的電弧保護(hù)開(kāi)關(guān)更緊湊地被構(gòu)建。促使與該模塊不同的保護(hù)開(kāi)關(guān)的一個(gè)或多個(gè)分離觸頭打開(kāi)以機(jī)械方式通過(guò)用于 促使的裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)此，該模塊可以根據(jù)本發(fā)明以機(jī)械方式與保護(hù)開(kāi)關(guān)耦合。該模塊的 用于促使的裝置具有觸發(fā)機(jī)構(gòu)，該觸發(fā)機(jī)構(gòu)正好在模塊與保護(hù)開(kāi)關(guān)機(jī)械耦合的情況下可以 作用于該保護(hù)開(kāi)關(guān)上。能夠?qū)崿F(xiàn)與其它模塊的機(jī)械耦合的保護(hù)開(kāi)關(guān)本身公知，例如公知了 可以與剩余電流模塊機(jī)械耦合的線路保護(hù)開(kāi)關(guān)。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)具有根據(jù)權(quán)利要求7所述 的特征的串聯(lián)電路，即包含根據(jù)本發(fā)明的模塊和帶有至少一個(gè)分離觸頭的保護(hù)開(kāi)關(guān)的串聯(lián) 電路。該模塊具有所述的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，并且保護(hù)開(kāi)關(guān)應(yīng)正好被設(shè)計(jì)為使得能夠通過(guò)以下方式 實(shí)現(xiàn)與模塊的機(jī)械耦合該模塊的用于促使的裝置可以通過(guò)機(jī)械耦合使至少一個(gè)分離觸頭 打開(kāi)。由于模塊和保護(hù)開(kāi)關(guān)是可耦合的，所以模塊和保護(hù)開(kāi)關(guān)在根據(jù)本發(fā)明的串聯(lián)電路中 實(shí)際上也應(yīng)彼此機(jī)械耦合，因?yàn)樵撃K的用于促使的裝置實(shí)際上也通過(guò)機(jī)械耦合在觸發(fā)情 況下使至少一個(gè)分離觸頭打開(kāi)，也就是說(shuō)在用于對(duì)在電路中是否出現(xiàn)電弧進(jìn)行檢測(cè)的裝置 正好檢測(cè)到在電路中存在電弧的情況下使至少一個(gè)分離觸頭打開(kāi)。為了能夠檢測(cè)在電路中是否出現(xiàn)電弧，該模塊應(yīng)被連接在要保護(hù)的電路中。為此， 該模塊優(yōu)選地針對(duì)每個(gè)線路(相或者零線或三個(gè)相和零線)都具有輸入端子和輸出端子， 并且輸入端子和輸出端子成對(duì)地通過(guò)連接線路彼此相連。因此，該電流在該電路中流經(jīng)所 述的連接線路，并且用于進(jìn)行檢測(cè)的裝置在工作時(shí)可以在所述連接線路的至少一個(gè)連接線 路上獲得關(guān)于在電路中流動(dòng)的電流的信息。對(duì)于檢測(cè)在電路中是否出現(xiàn)電弧重要的信息是電流的幅度。因而應(yīng)提供合適的用 于測(cè)量幅度的裝置，并且這些用于測(cè)量幅度的裝置可以包括電流互感器和連接在下游的放 大器。電流互感器僅僅必須被布置在所述連接線路的唯一一個(gè)連接線路上。也可以根據(jù)電流的高頻噪聲來(lái)檢測(cè)在電路中是否出現(xiàn)電弧。因此，用于進(jìn)行檢測(cè) 的裝置在優(yōu)選的實(shí)施形式中包括高頻接收器。優(yōu)選地，分析單元也屬于用于進(jìn)行檢測(cè)的裝置，該分析單元優(yōu)選地是電子分析單 元，并且該分析單元從用于測(cè)量幅度的裝置接收測(cè)量信號(hào)和高頻接收器的輸出信號(hào)。在滿 足一定的準(zhǔn)則時(shí)，分析單元激勵(lì)開(kāi)關(guān)。可被構(gòu)造為運(yùn)行算法的微控制器的分析單元可以按 照非常復(fù)雜的準(zhǔn)則和準(zhǔn)則組合工作。借助其可以檢測(cè)是否出現(xiàn)電弧的兩個(gè)主要準(zhǔn)則在于電 流超過(guò)一定的幅度(例如當(dāng)電流強(qiáng)度超過(guò)5A時(shí))以及在于高頻噪聲隨著電流的周期性變 化。通過(guò)用于促使的裝置來(lái)促使分離觸頭的打開(kāi)原則上可以電學(xué)方式或者機(jī)械方 式來(lái)進(jìn)行。雖然可能將電控制信號(hào)發(fā)送給保護(hù)開(kāi)關(guān)，該電控制信號(hào)使分離觸頭打開(kāi)。然 而，在IEC技術(shù)中，保護(hù)開(kāi)關(guān)與電網(wǎng)電壓無(wú)關(guān)并且因而不是以控制信號(hào)工作。在此有意義 的是簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)觸發(fā)保護(hù)開(kāi)關(guān)。在現(xiàn)有技術(shù)中公知的被連接在電路中的剩余電流 保護(hù)開(kāi)關(guān)中可以通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)觸發(fā)用于促使的裝置在電路中簡(jiǎn)單地引起剩余電流 (Fehlerstrom)。在此將如下電流視為剩余電流該電流從一個(gè)電流線路(例如相)流至另 外的電流線路(例如零線)，更確切地說(shuō)在故障保護(hù)電流開(kāi)關(guān)上經(jīng)過(guò)。為了在模塊中能夠?qū)?現(xiàn)該情形，剩余電流必須從在剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)之前的抽頭流至在剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)之后 的抽頭(即在剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)的輸入端子之前或者之上并且在剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)的輸出端子之上或者之后)。如果根據(jù)本發(fā)明的模塊與剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接，則提供所述 抽頭的第一抽頭，并且為了可以提供所述抽頭的第二抽頭，該模塊應(yīng)包括外部端子，該外部 端子此外接著正好與剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)的不同于模塊的電路側(cè)的電路側(cè)相耦合。外部端子 通過(guò)可經(jīng)過(guò)開(kāi)關(guān)分離的線路與在模塊的輸入端子與模塊的輸出端子之間的連接線路相耦
I=I O由此能夠?qū)崿F(xiàn)如下的串聯(lián)電路模塊的連接線路與剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)的具有所述 一個(gè)或者多個(gè)分離觸頭的連接線路串聯(lián)連接，并且模塊的所述外部端子接著與故障保護(hù)開(kāi) 關(guān)的背離串聯(lián)電路中的模塊的那側(cè)相耦合。因此，如果串聯(lián)電路中的模塊被布置在故障保 護(hù)電流開(kāi)關(guān)之后，則外部端子必須與在剩余電流保護(hù)開(kāi)關(guān)之前的抽頭相耦合(相連)，反之 亦然。用于促使的裝置可以以本身公知的方式包括橋接連接線路的線路，所述橋接連接 線路的線路可以通過(guò)開(kāi)關(guān)來(lái)分離，其中在通過(guò)該線路的連接中布置有磁觸發(fā)元件，在閉合 開(kāi)關(guān)時(shí)(或原則上在已閉合的開(kāi)關(guān)的情況下)，該磁觸發(fā)元件作用于觸發(fā)機(jī)構(gòu)。上述開(kāi)關(guān)接 著可以通過(guò)上述的分析單元被激勵(lì)，例如可以設(shè)置有繼電器，該繼電器由分析單元供應(yīng)電 流。


以下參照附圖描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施形式，其中，圖1示意性地示出了一種其中使用了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的模塊的實(shí)施形式的設(shè)備、即 串聯(lián)電路，圖2示意性地示出了其中使用了根據(jù)本發(fā)明的模塊的實(shí)施形式的根據(jù)本發(fā)明的 設(shè)備(串聯(lián)電路)，圖3示意性地示出了其中同樣使用了圖2中的根據(jù)本發(fā)明的模塊的實(shí)施形式的根 據(jù)本發(fā)明的設(shè)備(串聯(lián)電路)。
具體實(shí)施例方式在圖1至圖3中所示的設(shè)備10、10'或10"是包括保護(hù)開(kāi)關(guān)和模塊構(gòu)成的串聯(lián)電 路，更確切地說(shuō)，這些設(shè)備被設(shè)置為電路的部分，以便能夠?qū)υ撾娐分畠?nèi)的電流施加影響。 設(shè)備10、10'和10"通過(guò)線路12、12'與電壓源(通常為電源網(wǎng)絡(luò))相耦合。在另一側(cè)耦 合有負(fù)載，在此象征性地示出了負(fù)載14。在設(shè)備10、10'和10"中，原理上已公知所使用的 保護(hù)開(kāi)關(guān)，更確切地說(shuō)，設(shè)備10和10'是組合的線路保護(hù)開(kāi)關(guān)和故障保護(hù)開(kāi)關(guān)16，而設(shè)備 10〃是簡(jiǎn)單的線路保護(hù)開(kāi)關(guān)18。這些保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18是設(shè)備10、10'或10〃的部分，因 為模塊引起保護(hù)開(kāi)關(guān)的通斷。在設(shè)備10中使用了根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施形式的模塊20，而在 設(shè)備10'和10"中使用了根據(jù)本發(fā)明的根據(jù)一種實(shí)施形式的模塊22。以本身公知的方式，保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18針對(duì)作為線路保護(hù)開(kāi)關(guān)的功能具有熱觸發(fā) 器24以及磁觸發(fā)器26。熱觸發(fā)器24通常被實(shí)施為雙金屬元件。當(dāng)流經(jīng)的電流永久地具有 過(guò)高的電流強(qiáng)度時(shí)，熱觸發(fā)器24應(yīng)使電路中斷，也就是說(shuō)使一方面為線路12、12'與另一 方面為負(fù)載14之間的連接中斷。雙金屬元件由于過(guò)流時(shí)的歐姆加熱而彎曲。熱觸發(fā)器24 接著作用于分離觸頭28或28'。分離觸頭28或28'被布置在一方面為保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18的輸入端子30或30'與另一方面為保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18的輸出端子32或32'之間的連接 線路中。磁觸發(fā)器26同樣用于打開(kāi)分離觸頭28或28'，更確切地說(shuō)，在短路電流的情況 下打開(kāi)分離觸頭28或28'。磁觸發(fā)器26在附圖中通過(guò)線圈來(lái)象征性地表現(xiàn)，因?yàn)槎搪冯?流通常在磁觸發(fā)器26中感生出磁場(chǎng)，并且這使附圖中未示出的正好作用于觸頭28或28' 的磁性元件移動(dòng)。在圖3中的線路保護(hù)開(kāi)關(guān)18中，觸發(fā)器24和26雙倍地被實(shí)施，即一方 面被實(shí)施在輸入端子30與輸出端子32之間的連接線路中，而另一方面被實(shí)施為輸入端子 30'與輸出端子32'之間的連接中的元件24'或26'。除了元件24和26之外，總和電流互感器(Summenstromwandler) 34被設(shè)置在組合 的保護(hù)開(kāi)關(guān)16中。通過(guò)該總和電流互感器34引導(dǎo)兩個(gè)連接線路，一方面是從端子30引導(dǎo) 至端子32而另一方面是從端子30'引導(dǎo)至端子32'。在不出現(xiàn)剩余電流的通常情況下，即 通過(guò)線路12和12'之一輸送的總電流也通過(guò)線路12和12'的相應(yīng)另一線路被引回，在這 兩個(gè)連接線路中的通過(guò)總和電流互感器34引導(dǎo)的電流精確地平衡，并且尤其是通過(guò)所述 電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消。一出現(xiàn)剩余電流，就在總和電流互感器34中感生出剩余磁場(chǎng)。 該剩余磁場(chǎng)在總和電流互感器34的次級(jí)繞組36中感生出電流，由此使保持磁體38運(yùn)動(dòng)， 該保持磁體38作用于觸發(fā)機(jī)構(gòu)40，并且該觸發(fā)機(jī)構(gòu)40使分離觸頭28或28'打開(kāi)。如果提供故障保護(hù)電流開(kāi)關(guān)的功能，則通常設(shè)置有檢查可能性。對(duì)此，提供了連接 線路42，更確切地說(shuō)，該連接線路42將一個(gè)輸入端子30'與另一輸入端子30連接成使得 流經(jīng)的電流僅單次經(jīng)過(guò)總和電流互感器34。在此，通過(guò)連接線路42繞開(kāi)了圖1或圖2右邊 的經(jīng)過(guò)總和電流互感器34的通路，并且電流僅僅流經(jīng)左邊的通路，即在輸入端子30與輸出 端子32之間的連接線路中流動(dòng)。為了限制通過(guò)連接線路42的電流，設(shè)置有電阻元件44。 該電流不應(yīng)持續(xù)地流經(jīng)連接線路42。因而，該連接線路42通過(guò)開(kāi)關(guān)46中斷，該開(kāi)關(guān)46可 以借助檢查按鍵來(lái)操作。模塊20或22現(xiàn)在與保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18串聯(lián)連接。對(duì)此，模塊20或22分別具有 輸入端子48或48'和輸出端子50或50'。一方面是在輸入端子48與輸出端子50之間 的連接線路以及另一方面是在輸入端子48'與輸出端子50'之間的連接線路由此可被連 接到電路中。在此，保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18的輸出端子32與模塊20或22的輸入端子48相連， 而保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18的輸出端子32'與模塊20或22的輸入端子48'相連。對(duì)此，可以采 用附圖中所示的連接線路52或52'，但也可以通過(guò)使用合適的插接接觸(Steckkontakt)， 一方面實(shí)現(xiàn)直接耦合在保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18上，而另一方面實(shí)現(xiàn)直接耦合在模塊20或22上。 負(fù)載14在一側(cè)與模塊20或22的輸出端子50相連而在另一側(cè)與模塊20或22的輸出端子 50'相連。在過(guò)流時(shí)和在短路電流的情況下，保護(hù)開(kāi)關(guān)16和18使電路中斷，并且組合的保護(hù) 開(kāi)關(guān)16此外還在剩余電流的情況下中斷該電路?，F(xiàn)在，當(dāng)在該電路中在任何位置出現(xiàn)電弧 時(shí)，也應(yīng)使該電路中斷。對(duì)此，首先必須完全一次識(shí)別出現(xiàn)這種電弧。電弧并不在其可以在 任意負(fù)載的情況下出現(xiàn)的位置處被識(shí)別，而是必須借助電路中的通過(guò)電流來(lái)識(shí)別。模塊20 和22對(duì)此具有兩個(gè)不同的單元一方面，模塊20或22的輸入端子與輸出端子之間的連接 線路之一(在此是輸入端子48'與輸出端子50'之間的連接線路)通過(guò)電流互感器54來(lái) 引導(dǎo)。在電流互感器54的下游連接有放大器模塊56，并且放大器模塊56與分析單元和控制單元58相連。后者因此被輸送有關(guān)于在電路中流動(dòng)的負(fù)載電流的數(shù)據(jù)，其中在此由分析 單元來(lái)檢測(cè)尤其是負(fù)載電流的幅度。在模塊20或22中的高頻接收器60作為用于對(duì)在電 路中是否出現(xiàn)電弧進(jìn)行檢測(cè)的第二測(cè)量單元被提供，更確切地說(shuō)，該高頻接收器60量取一 方面為輸入端子48和輸出端子50之間的連接線路與另一方面為輸入端子48'和輸出端 子50'之間的連接線路之間的信號(hào)。測(cè)量信號(hào)同樣被輸送給分析單元和控制單元58。分 析單元和控制單元58可以是傳統(tǒng)的微控制器。為了給分析單元和控制單元58供給能量， 提供了整流器(AC/DC電壓互感器)62，該整流器62提供微控制器工作所需的直流電壓。在分析單元和控制單元58中采用算法來(lái)根據(jù)由放大器56和高頻接收器60輸送 的信號(hào)識(shí)別在電路中是否出現(xiàn)或至少可能出現(xiàn)電弧。電弧一方面可以通過(guò)電流幅度的升高 超過(guò)預(yù)先確定的水平或者也可以通過(guò)一定的電流升高來(lái)識(shí)別。對(duì)此的更多細(xì)節(jié)被描述在US 專利6，031，699中。另一方面，電弧也可以根據(jù)高頻噪聲來(lái)識(shí)別，尤其是根據(jù)該高頻噪聲隨 著電流變化的周期性特性來(lái)識(shí)別。對(duì)此的細(xì)節(jié)被描述在US專利5，729，45中。由分析單元 和控制單元58使用的算法可以可替選地、但優(yōu)選組合地使用兩個(gè)準(zhǔn)則，其中除了所述的簡(jiǎn) 單的關(guān)系之外，也可以通過(guò)合適的算法識(shí)別出更復(fù)雜的關(guān)系。因此，模塊20和22的共同之 處在于通過(guò)裝置54、56、60和通過(guò)分析單元和控制單元58中的分析算法來(lái)檢測(cè)在電路中 是否出現(xiàn)電弧。當(dāng)然，該檢測(cè)只有當(dāng)在識(shí)別出電弧的出現(xiàn)之后進(jìn)行電路的中斷時(shí)才是有意義的。 兩個(gè)模塊20和22的共同之處在于沒(méi)有提供像保護(hù)開(kāi)關(guān)的可能被打開(kāi)的分離觸頭28和 28'那樣的專用分離觸頭。替代于此地，兩個(gè)模塊20和22促使串聯(lián)連接的保護(hù)開(kāi)關(guān)16或 18的分離觸頭28和28'打開(kāi)。在模塊20中，這在使用自動(dòng)觸發(fā)機(jī)構(gòu)、尤其是需要剩余電流的觸發(fā)機(jī)構(gòu)的情況下 來(lái)實(shí)現(xiàn)。而在模塊22中，通過(guò)機(jī)械耦合到保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18或多或少直接地(即僅僅通過(guò) 觸發(fā)機(jī)構(gòu)40的迂回路線)使分離觸頭28和28'打開(kāi)。非常簡(jiǎn)單，根據(jù)本發(fā)明的模塊20所基于的原理是簡(jiǎn)單地人為產(chǎn)生剩余電流，并 且這導(dǎo)致在保護(hù)開(kāi)關(guān)16中識(shí)別該剩余電流并且通過(guò)上面所描述的自動(dòng)機(jī)構(gòu)打開(kāi)分離觸頭 28和28'。如上面已經(jīng)根據(jù)連接線路42所解釋的那樣，人為的剩余電流必須流動(dòng)來(lái)使得 所述人為的剩余電流流經(jīng)穿過(guò)總和電流互感器34的一條線路，但是不流經(jīng)第二線路。這只 有當(dāng)在保護(hù)開(kāi)關(guān)16的按電路方式背離模塊20的那側(cè)上進(jìn)行量取時(shí)才是可能的，即在此只 有當(dāng)在保護(hù)開(kāi)關(guān)16的輸入端子30'之前或者之上的分接點(diǎn)64上進(jìn)行量取時(shí)才是可能的。 抽頭64通過(guò)連接線路66與模塊20的外部端子68相連。外部端子68通過(guò)電阻70和開(kāi)關(guān) 72與如下線路相連該線路將模塊20的輸入端子48與模塊20的輸出端子50相連。應(yīng)注 意的是剩余電流必須從一個(gè)線路路徑流至另一線路路徑，即在一方面為未劃成虛線的帶 有線路12和端子30、32、48和50的系統(tǒng)與另一方面為帶有線路30' ,32' ,48'和50'的 劃成虛線的系統(tǒng)之間流動(dòng)。由于在此從外部端子68到未劃成虛線的系統(tǒng)(在端子48和50 之間的連接線路)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部連接，所以在模塊20之外的外部端子必須與劃成虛線的系統(tǒng)相 連，在此也就是說(shuō)與線路12'相連。現(xiàn)在如果分析單元和控制單元58識(shí)別出電弧出現(xiàn)，則 發(fā)出控制流，該控制流促使附圖中未示出的繼電器閉合開(kāi)關(guān)72。因此，人為的剩余電流流 動(dòng)，所述人為的剩余電流在總和電流互感器34的次級(jí)繞組36中感生出相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)，使 保持磁體38運(yùn)動(dòng)，該保持磁體38作用于觸發(fā)機(jī)構(gòu)40并且打開(kāi)分離觸頭28和28'。模塊20因此不具有專用的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，而是使用串聯(lián)連接的保護(hù)開(kāi)關(guān)16的功能。應(yīng)注意的是像 組合的保護(hù)開(kāi)關(guān)16那樣的保護(hù)開(kāi)關(guān)通常本來(lái)就存在于IEC系統(tǒng)中。尤其是與提供帶有專 用的分離觸頭的專用保護(hù)開(kāi)關(guān)來(lái)保護(hù)電路使之免于電弧影響的情況相比，額外提供模塊20 及其與保護(hù)開(kāi)關(guān)16的串聯(lián)連接是相對(duì)不復(fù)雜的。模塊22通過(guò)另一原理來(lái)使與模塊22串聯(lián)連接的保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18的分離觸頭28 和28'打開(kāi)，更確切地說(shuō)通過(guò)接合耦合來(lái)打開(kāi)。關(guān)于剩余電流保護(hù)模塊，公知的是將觸發(fā) 機(jī)構(gòu)布置在模塊中，該觸發(fā)機(jī)構(gòu)在這種保護(hù)開(kāi)關(guān)的預(yù)先確定的實(shí)施形式中可以與具有分離 觸頭的線路保護(hù)開(kāi)關(guān)的觸發(fā)機(jī)構(gòu)耦合，以便模塊的觸發(fā)機(jī)構(gòu)正好最后使所耦合的保護(hù)開(kāi)關(guān) 的分離觸頭打開(kāi)。該原理在此也用于模塊22。該模塊22具有觸發(fā)機(jī)構(gòu)74，該觸發(fā)機(jī)構(gòu)74 正好可以與組合的保護(hù)開(kāi)關(guān)16的觸發(fā)機(jī)構(gòu)40或線路保護(hù)開(kāi)關(guān)18的觸發(fā)機(jī)構(gòu)40和40'耦 合。觸發(fā)機(jī)構(gòu)74以本身公知的方式由磁觸發(fā)器76來(lái)操作，更確切地說(shuō)，其方式是在磁觸發(fā) 器76中產(chǎn)生使磁觸發(fā)器76中的部件運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)。該磁觸發(fā)器76被布置在如下的連接線 路中該連接線路將在一方面為模塊22的輸入端子48和模塊22的輸出端子50之間的連 接線路與另一方面為在模塊22的輸入端子48'和輸出端子50'之間的連接線路相連，更 確切地說(shuō)，在此也通過(guò)開(kāi)關(guān)78來(lái)連接，該開(kāi)關(guān)78可以借助繼電器來(lái)閉合。當(dāng)開(kāi)關(guān)78應(yīng)閉 合時(shí)，該繼電器正好由分析單元和控制單元58加載以相對(duì)應(yīng)的控制流，以便激活觸發(fā)機(jī)構(gòu) 74并且打開(kāi)與模塊22機(jī)械耦合的保護(hù)開(kāi)關(guān)16或18的分離觸頭28和28'。在模塊22中也省去了專用的分離觸頭，并且采用了在IEC系統(tǒng)中本來(lái)存在的、線 路保護(hù)開(kāi)關(guān)18或組合的保護(hù)開(kāi)關(guān)16的分離觸頭來(lái)中斷該電路。模塊22與專用的保護(hù)開(kāi) 關(guān)相比也緊湊地被構(gòu)建。模塊20和22的功能可以借助檢查按鍵80來(lái)檢查，該檢查按鍵80閉合該電路，其 中通過(guò)電流經(jīng)過(guò)分析單元和控制單元58來(lái)識(shí)別，該分析單元和控制單元58能夠運(yùn)行其算 法并且用測(cè)試的方式激勵(lì)屬于該開(kāi)關(guān)72或78的繼電器。顯示器82顯示模塊的狀態(tài)和檢測(cè)到的最后觸發(fā)的原因。由此，技術(shù)人員可以快速 地確定絕緣故障或者實(shí)際上危險(xiǎn)的電弧是觸發(fā)的原因。附圖標(biāo)記列表
10,10'、10"設(shè)備
12,12'線路
14負(fù)載
16,18保護(hù)開(kāi)關(guān)
20,22模塊
24,26觸發(fā)器
28,28'分離觸頭
30,30'、48、48'輸入端子
32,32'、50、50'輸出端子
34總和電流互感器
36次級(jí)繞組
38保持磁體
40、74觸發(fā)機(jī)構(gòu)
42、52、52'、66連接線路44電阻元件46、72、78開(kāi)關(guān)54電流互感器56放大器模塊58控制單元60高頻接收器62整流器64分接點(diǎn)68端子64分接點(diǎn)70電阻76觸發(fā)器80檢查按鍵
權(quán)利要求
一種用于防止在電路中出現(xiàn)的電弧的模塊(22)，其具有 用于對(duì)在電路中是否出現(xiàn)電弧進(jìn)行檢測(cè)的裝置(54，56，60，58)， 用于促使與所述模塊(22)不同的具有布置在所述電路中的至少一個(gè)分離觸頭(28，28′)的保護(hù)開(kāi)關(guān)(16，18)打開(kāi)所述分離觸頭(28，28′)的裝置(58，76，78，74)，以便使所述電路中斷，其特征在于，所述模塊(22)能夠以機(jī)械方式與保護(hù)開(kāi)關(guān)(16，18)相耦合并且用于促使的裝置具有觸發(fā)機(jī)構(gòu)(74)，所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)(74)被設(shè)計(jì)為在所述模塊(22)與所述保護(hù)開(kāi)關(guān)(16，18)機(jī)械耦合的情況下作用于所述保護(hù)開(kāi)關(guān)(16，18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的模塊(22)，其具有至少兩個(gè)輸入端子(48，48')和具有至 少兩個(gè)輸出端子(50，50')，其中所述模塊(22)中的在所有情況下的一個(gè)輸入端子(48 ； 48')通過(guò)連接線路與在所有情況下的一個(gè)輸出端子(50 ;50')相連，使得所述模塊(22) 能夠被連接到要保護(hù)的電路中，并且其中在工作時(shí)，用于進(jìn)行檢測(cè)的裝置(54，56，60，58) 從至少一個(gè)連接線路獲得關(guān)于在所述電路中流動(dòng)的電流的信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的模塊(22)，其中，用于進(jìn)行檢測(cè)的裝置包括用于對(duì)流經(jīng)連接 線路的電流的幅度進(jìn)行測(cè)量的裝置(54，56，58)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的模塊(22)，其中，用于進(jìn)行檢測(cè)的裝置包括高頻接收器 (60)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的模塊(22)，其中，用于進(jìn)行檢測(cè)的裝置包括分析單元 (58)，所述分析單元(58)被連接在用于進(jìn)行測(cè)量的裝置(54，56)或者高頻接收器(60)的 下游或者是用于進(jìn)行測(cè)量的裝置(54，56)和高頻接收器(60)中的至少一個(gè)的部分，并且在 滿足一定的準(zhǔn)則時(shí)，所述分析單元(58)激勵(lì)開(kāi)關(guān)(72，78)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5之一所述的模塊(22)，其中，用于促使的裝置包括將兩個(gè)連接 線路橋接的線路，所述將兩個(gè)連接線路橋接的線路能夠通過(guò)開(kāi)關(guān)(78)被分離，并且在所述 將兩個(gè)連接線路橋接的線路中布置有磁觸發(fā)元件(76)，所述磁觸發(fā)元件(76)在開(kāi)關(guān)(78) 閉合時(shí)作用于所述觸發(fā)機(jī)構(gòu)(74)。
7.—種串聯(lián)電路(10'，10")，其包括根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的模塊(22)和帶 有至少一個(gè)分離觸頭(28，28')的保護(hù)開(kāi)關(guān)(16，18)，其中所述保護(hù)開(kāi)關(guān)(16，18)被設(shè)計(jì) 為使得通過(guò)如下方式實(shí)現(xiàn)與模塊(22)的機(jī)械耦合所述模塊(22)的用于促使的裝置(58， 76，78，74)能夠通過(guò)機(jī)械耦合使所述至少一個(gè)分離觸頭(28，28')打開(kāi)，并且其中所述模 塊(22)和保護(hù)開(kāi)關(guān)(16，18)實(shí)際上以機(jī)械方式相耦合。
全文摘要
在IEC技術(shù)中，眾所周知地使用了線路保護(hù)開(kāi)關(guān)以及故障保護(hù)開(kāi)關(guān)，其中分別設(shè)置有分離觸頭，所述分離觸頭在過(guò)流時(shí)和在短路電流或剩余電流的情況下使電路中斷。該電路現(xiàn)在即使在出現(xiàn)電弧時(shí)也被中斷。對(duì)此提供了一種模塊(20，22)，該模塊(20，22)具有用于檢測(cè)在該電路中是否出現(xiàn)電弧的裝置。該模塊(20，22)并不具有專用的分離觸頭，而是更確切地說(shuō)具有用于促使本來(lái)就布置在該電路中的保護(hù)開(kāi)關(guān)(16，18)的分離觸頭(28，28′)打開(kāi)的裝置。該促使可以以電子方式通過(guò)產(chǎn)生人為的剩余電流來(lái)實(shí)現(xiàn)或者通過(guò)機(jī)械耦合來(lái)實(shí)現(xiàn)。
文檔編號(hào)H02H3/33GK101911239SQ200880124966
公開(kāi)日2010年12月8日 申請(qǐng)日期2008年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月17日
發(fā)明者H-J·休伯, J-M·馬特爾, M·克利邁耶 申請(qǐng)人:西門(mén)子公司