[发明专利]具有过载触发装置的机电的保护开关设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种机电的保护开关设备、例如断路器、功率开关或接地漏电保护开关，其具有在输入端子和输出端子之间延伸电流通路，所述电流通路具有至少一个由固定的接触元件和活动的接触元件构成的开关触点，以及用于断开和闭合开关触点的开关机构。此外，保护开关设备具有热力学过载触发装置，所述过载触发装置具有双金属热电偶元件，所述双金属热电偶元件直接或间接地能够被流过电流通路的电流加热，并且在电流超过额定电流时发生弯曲，其中，所述双金属热电偶元件由至少一个第一板条和第二板条构成，它们相互固定连接，并且所述双金属热电偶元件具有耦连位置，用于机械地连接在开关机构上。

本发明还涉及一种热力学的过载触发装置，用于机电的保护开关设备、例如断路器、功率开关或接地漏电保护开关，所述过载触发装置具有双金属热电偶元件，所述双金属热电偶元件直接或间接地能够被流过电流通路的电流加热，并且在电流超过额定电流时发生弯曲。

背景技术

机电的保护开关设备、例如断路器、功率开关或接地漏电保护开关尤其用作在电源设备内的开关元件和保险元件。功率开关尤其用于高电流。断路器(所谓的LS开关)，其在英语中称为“Miniature Circuit Breaker”(MCB)，断路器是在电子设备中的过载保护装置并且尤其应用于低压电网领域。功率开关和断路器保证在短路时的可靠的关断并且保护消耗器和设备避免电路的受损，例如由于高电流导致被较强地加热而受损。功率开关和断路器尤其用作电源设备内的开关元件和保险元件并且用于监控和保护电路。

接地漏电保护开关是一种保护装置，用于确保针对在电气设备中的危险的漏电进行防护。当施加电压的线路部分与地面电接触时，出现这种也称为电流差的接地漏电。当人员接触电气设备的施加电压的部分时例如出现的情况是：在这种情况下电流作为漏电向着接地件流过相关人员的身体。为了保护这种身体电流，接地漏电保护开关必须在电气设备出现这种漏电时快速地且可靠地全极地与电网分离。在一般的语言习惯中，替代“接地漏电保护开关”的定义也使用“FI保护开关”(缩写：FI开关)、电流差保护开关(缩写：DI开关)或RCD(剩余电流保护装置)等类似定义。

为了监控和保护电路，保护开关设备通过两个连接端子与待监控的电路的线路导电连接，用于在需要时中断在相应的线路中的电流。保护开关设备在此具有具备位置固定的固定触点以及相对于固定触点运动的活动触点的开关触点。活动触点在此通过保护开关设备的开关机构可以被操作，从而可以断开和闭合开关触点。以这种方式，在出现预先定义的状态、例如短路或电气过载时断开开关触点，用于使监控电路与电网分离。这种保护开关设备在低压技术领域中也已知为串联安装设备。

由专利文献DE 10 2004 040 288 B4已知一种保护开关，其具有用于测取和关闭短路的第一触发装置以及用于测取和关闭过载状态的第二触发装置。此外，保护开关具有具备固定触点和相对于固定触点可运动的活动触点的开关触点。保护电路的开关机构还具有触发杠杆，该触发杠杆既与第一触发装置也与第二触发装置如此连接，使得在触发第一触发装置和/或第二触发装置时操作触发杠杆并且由此断开开关触点。在断开开关触点时在固定触点和可移动的活动触点之间首先产生电弧，该电弧在另外的步骤中被消除，用于最终中断电流。

为了在出现短路时快速地中断电流，第一触发装置通常情况下设计为磁性触发系统，其具有磁性线圈和相对于磁性线圈可运动的锚固-冲杆组件。如果磁性线圈被较高的短路电流流过，则衔铁-冲杆组件通过由此实现的较高的电磁力被拉入磁性线圈中。衔铁-冲杆组件的高动态的运动被利用，从而断开开关触点并且由此通过开关触点中断电流。

第二触发装置通常设计为热学的触发系统，用于在出现过载状态时中断电流。热学的触发系统通常具有由双金属或形状记忆合金构成的触发元件，该触发元件在温度变化时变形。形状变化借助机械的传递环节传递到开关机构、例如触发杠杆上，由此开始触发开关机构。由此，断开开关触点并且中断电流。

尤其在廉价的串联安装设备中，双金属热电偶或者变形记忆合金的昂贵的材料具有极大的成本因素。由此，在DE 10 2012 013 433 B4中公开了一种所谓的用于保护开关设备的热力学的转换器，其中，至今所使用的由双金属热电偶或形状记忆合金构成的板条被由双金属热电偶或形状记忆合金构成第一板条和称为“悬臂”的、不是由双金属热电偶或形状记忆合金构成的第二板条所替代，并且由此明显地更有利。

发明内容