[发明专利]保护开关及其运行方法

说明书

本发明涉及一种保护开关(1)，其在电流路径(4)中具有开关装置(6、7、8)，开关装置具有用于在发生过电流或短路情况下中断包括电流路径(4)的电流回路的热和/或磁性触发器(6、7)，其中，开关装置(6、7、8)的接在电流路径(4)中的功能部件(6a、7a)借助旁路(4)桥接，在低于电流阈限(I_NENN)时，旁路引导借助电流传感器(13)检测到的负载电流(I_L)，而在超过电流阈值(I_NENN)时被阻断。

技术领域

本发明涉及一种保护开关，其在输入端子与负载端子之间的电流路径中具有开关装置，开关装置具有用于在发生过电流或短路情况下中断包括电流路径的电流回路的热和/或磁性触发器。本发明还涉及一种用于低功率损耗地运行这种保护开关的方法。

背景技术

具有热、磁性(电磁性)或热磁性触发设备的保护开关典型地被当作在信息技术和通信技术中的器件或设施保护以及被用于过程控制和在发生过载和短路危险时需要可靠的功能性的其它的用途。

在触发时间与过电流水平有关的热保护开关中，双金属或延展线材元件随着电流强度增加而被加温，直到达到限定的触发点。这样的热保护开关例如由DE 198 56 707 A1和EP 0 151 692 A2公知。

在热磁性保护开关中，由双金属或延展线材元件与磁线圈构成的组合体产生保护功能，其中，热部件以时间上延迟地触发在发生过载时进行保护，而磁性部件在时间上非延迟地对高过载电流和短路电流作出响应并在几毫秒内关断发生故障的电流回路。这种保护开关例如由DE 70 39 477 U公知。

这样的保护开关众所周知地引发由内部部件引起的损耗功率，其以热的形式释放并导致在装入部位处例如在开关柜中的温度升高。在例如由另外的保护开关引起的增加的温度升高的情况下，需要对装入部位进行冷却，这是因为否则导致例如线路和其它在开关柜中存在的部件被加温进而随之导致使用寿命的缩短。此外，除了与此相关联的在冷却方面的花费以外，能量或电流需求的提高和在装入部位的可能的冷凝效应是不利的。

发明内容

本发明基于的任务是，提供一种尽可能低功率损耗地进行工作的保护开关及一种相应的用于运行该保护开关的方法。

该任务以根据本发明的保护开关来解决，其在输入端子与负载端子之间的电流路径中具有开关装置，开关装置具有用于在过电流或短路情况下中断包括电流路径的电流回路的热和/或磁性触发器。该任务还通过根据本发明的用于低损耗地运行保护开关的方法来解决，该保护开关包括开关装置和相对低欧姆的旁路，开关装置具有用于在过电流或短路情况下中断电流路径的热和/或磁性触发器，该旁路通向所述开关装置的接在电流路径中的功能部件。

为此，开关装置的至少一个接在电流路径中的功能部件借助旁路被跨接，在低于电流阈值时，旁路引导负载电流，而在超过该阈值(电流阈限)时旁路被阻断。在此，功能部件可以是热过电流触发器的双金属件或者电磁性触发器的线圈。

在此重要的是，与保护开关的跨接的功能部件相比，旁路是低欧姆的。因此，旁路优选借助与功能部件并联的开关元件来实现，该开关元件可以是具有配属的控制电路的继电器或半导体开关和/或簧片触头(簧片继电器)，控制电路又与电流传感器连接。

在有利的设计方案中，对控制电路的电流供给和/或电压供给借助基于能量收集(Energy Harvesting)原理的功能部件进行。该功能部件适宜地包括能量转换器，其用于将由开关内部或开关外部的能量源提供的能量转换为用于控制电路的供电电压和/或供电电流。此外，基于能量收集原理的功能部件优选包括能量存储器。另外，该能量收集功能部件必要时包括电流和/或电压调节器。