[发明专利]保护开关

说明书

本发明涉及一种用于低压电路的保护开关。其具有：‑防火开关功能，其能够确定低压电路中的故障电弧并且能够在超过故障电弧极限值时中断低压电路，‑故障电流保护开关功能，其能够确定低压电路中的故障电流并且能够在超过故障电流极限值时中断低压电路，‑用于防火开关功能和故障电流保护开关功能的电源。保护开关被构造为，确定低压电路中的电压，并且在低于所述电压的第一极限值时，切断防火开关功能。

技术领域

本发明涉及一种用于保护低压电路的保护开关和用于针对低压电路的保护开关的方法。

背景技术

低压是指直至1000伏交流电压或者直至1500伏直流电压的电压。

保护开关是指集成了如从故障电流保护开关或剩余电流断路器已知的故障电流保护开关功能和如从防火开关或电弧故障检测设备已知的防火开关功能的组合开关。此外，还可以集成如对于线路保护开关或小型断路器已知的线路保护开关功能。另外，还可以集成其它功能。

线路保护开关通常是指针对直至125安培、更具体地针对直至63安培的电流的低压线路保护开关。

线路保护开关防止保护电路过电流和短路。也就是说，如果电路中的电流超过电流极限值，则可以中断电路。

故障电流保护开关、简称为FI开关一般是已知的。这里通常使用所谓的总和电流互感器。在此，两个或多个导线、通常在单相交流电网中为输出导线和返回导线或外部导线和中性导线或者在三相交流电网中为所有三个外部导线和中性导线被引导通过总和电流互感器。仅对导线中的差电流、即不同于输出电流和返回电流的电流进行转换。电路中的电流总和或差电流通常等于零。如果其不等于零，则其由故障电流导致，因此可以识别出故障电流。如果其超过了故障电流极限值或差电流极限值，则可以中断电路。

当总和电流互感器被构造为次级侧的能量足以操作触发单元或中断单元或触发器时，于是将这种故障电流保护开关称为与电网电压无关；否则称为与电网电压有关。

防火开关是用于电路或电网的相对新型的保护装置，其用于识别故障电弧、例如并行或者串行电弧。这些故障电弧、有时也称为干扰电弧可能由于接线盒或者插座中的不良夹紧的电连接或由于不良绝缘和接触形成。防火开关特别是可以在家用安装装置、例如保险盒中用于识别这种故障，并且在存在故障或超过故障电弧极限值时中断电路。

故障电弧特别地是指由于电路中的故障形成的串行电弧和并行电弧。这里不是指通常在进行开关时或由于操作希望的用电设备而形成的电弧。

如果将故障电流保护开关功能、简称为RCD和防火开关功能、简称为AFDD集成在一个保护开关或设备或者模块中，例如集成在宽度为18mm的单个模块中，则必须在有限的空间中实现多个功能。如果要集成更多功能，则情况更是如此。

不仅RCD部分、而且AFDD部分需要低伏特电源：必须对来自传感器(例如用于RCD的总和电流互感器或零序电流变换器；用于AFDD的电流传感器和高频传感器)的电信号进行整理和分析。这例如利用模拟或/和数字的电子部件来进行。低伏特一般是指3.3V或者5V的直流电压。电源或电源电路必须将输入电压或电网电压、一般为230V交流电压转换为低输出电压(直流电压)/低伏特。

这种电源在保护开关中需要空间并且产生热。特别是在这种电源要在宽的输入电压范围内工作时。

关于最低工作电压对防火开关功能或AFDD和故障电流保护开关功能或RCD的要求是不同的：

-针对AFDD的标准(IEC 62606)要求保护功能从额定电压或电网电压的85％起工作。在电网或电路的额定电压为230伏的情况下，这是195V。

-针对RCD的标准(IEC 61008)要求保护功能在230伏电网中从85伏起工作。在例如中国的国家，对保护功能的要求更高，这里要求从50伏起开始工作。