CN101223682A - 带有附加触发开关的故障电流保护开关 - Google Patents

带有附加触发开关的故障电流保护开关 Download PDF

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CN101223682A CNA2006800262671A CN200680026267A CN101223682A CN 101223682 A CN101223682 A CN 101223682A CN A2006800262671 A CNA2006800262671 A CN A2006800262671A CN 200680026267 A CN200680026267 A CN 200680026267A CN 101223682 A CN101223682 A CN 101223682A
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马库斯·休伯
曼弗雷德·克利迈耶
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    • H02H3/26—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection responsive to difference between voltages or between currents; responsive to phase angle between voltages or between currents
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Abstract

本发明的目的是简化带有附加开关功能(特别是紧急断开功能)的故障电流保护开关的结构。为此，需通过桥接电路(R，R，R，R)和单独一个绕组(w9)将实现附加功能所需的开关装置(例如紧急断开按钮(NA))连接在总和电流互感器(SW)上。对所述紧急断开按钮(NA)进行操作时，电桥失谐，电流流过所述绕组(w9)，从而触发所述FI开关(FI1)。在此情况下，无需为紧急断开功能设置多个绕组，从而达到节省安装空间的目的。

Description

带有附加触发开关的故障电流保护开关
技术领域
本发明涉及一种带有总和电流互感器和开关装置的故障电流保护开关，所述总和电流互感器用于在出现故障电流的情况下产生故障信号，所述开关装置连接在总和电流互感器上，即使在没有出现故障电流的情况下也能对故障电流保护开关进行触发。
背景技术
在某些应用领域，故障电流保护开关(FI保护开关)具有紧急断开的附加功能，是有利的。但在实现这种附加功能时，必须注意该保护开关相对于布线技术而言的复杂的边界条件。在此情况下，保护开关自身以及附加装置所能使用的安装空间非常有限。
具有紧急断开这种附加功能的FI保护开关属于已知技术。图1显示的就是这种保护开关的电路图。据此，通过开关机构S可切断三相电网的电流路径L1、L2、L3和N。此外，电流路径L1、L2、L3和N还通过绕组w1、w2、w3和w4经过总和电流互感器SW。如果没有出现故障电流，总和电流互感器SW的磁芯中就不会产生总和形式的磁场。触发电路AK通过同样连接在总和电流互感器SW上的二次绕组w8对所存在的磁场进行检测。触发电路AK对触发装置AE进行控制，借助于触发装置AE可通过图中未显示的闭锁装置对开关S进行操作。
为能实现紧急断开功能，设置有外部紧急断开按钮NA，出于安全原因，紧急断开按钮NA必须实现为常闭触点。紧急断开开关NA连接在故障电流保护开关FI上的端子Y1、Y2上。AC型、A型或B型故障电流保护开关FI具有两个用于连接紧急断开开关NA的反向绕线的附加绕组w5和w6。这两个绕组通过电阻器R1和R2连接在中性导线N和其中一相(此处为相L3)之间。紧急断开按钮NA与电阻器R2串联。因而在平衡状态下，两个绕组w5和w6中均有电流流动，此时的安匝为零。但如果按下紧急断开按钮NA，就只有绕组w5中还有电流流动，此时的安匝不为零，其结果是故障电流保护开关FI被触发。EP 0 374 506 A2中公开过类似的故障电流保护开关。
在图1所示的已知示例中还设置有实现为常开触点的检验按钮PT。这个整合在故障电流保护开关FI中的检验按钮PT，通过检验电阻器RP连接在同样卷绕在总和电流互感器SW上的绕组7上。整个检验支路PT、RP、w7与紧急断开支路NA、R2、w6及R1、w5并联。如果按下检验按钮PT，总和电流互感器SW就会被绕组w7磁化，借此可通过触发电路AK触发故障电流保护开关FI。
上述具有紧急断开这个附加功能的FI保护开关的缺点在于，其结构相当复杂，且需较大的空间来安装相应的附加装置。
发明内容
因此，本发明的目的是简化带有附加开关功能的FI保护开关的结构。
根据本发明，这个目的通过一种带有一个总和电流互感器和一个开关装置的故障电流保护开关而达成，所述总和电流互感器用于在出现故障电流的情况下产生故障信号，所述开关装置连接在所述总和电流互感器上，即使在没有出现故障电流的情况下也能对故障电流保护开关进行触发，其中，所述开关装置通过一个桥接电路和单独一个绕组连接在所述总和电流互感器上。
本发明的基本思路为：当电桥平衡时，支路中没有电流通过，因而可将这个支路连接在FI保护开关的总和电流互感器上；通过开关装置可使电桥电路失谐，从而使最初的不带电流的支路在总和电流互感器中起磁化作用。
根据本发明，可有利地省去一个或两个卷绕在总和电流互感器上的绕组。借此不仅可减小所需空间，还可降低安装成本。
所述开关装置最好包括一个紧急断开开关。借此可以简单的方式将紧急断开功能整合在FI保护开关中。
FI保护开关的开关装置还可包括一个检验按钮。即使在紧急断开开关和检验按钮均连接在所述桥接电路上的情况下，也只需单独一个绕组就可实现与总和电流互感器的耦合。借此可进一步节省安装空间。
如果桥接电路建构为惠斯通电桥，用于与总和电流互感器耦合的绕组就布置在所述桥接电路的对角支路中。在此情况下，只要通过操作紧急断开按钮和/或检验按钮使桥接电路失谐，就能对故障电流保护开关进行触发。
在开关装置建构为常闭触点的情况下，例如紧急断开按钮，适当的做法是将这个常闭触点与桥接电路的复数个阻抗中的一个串联连接。如果开关装置(例如检验按钮)建构为常开触点，就应将其与桥接电路的一个阻抗并联连接。
附图说明
下面借助附图对本发明进行详细说明，其中：
图1为现有技术中具有紧急断开附加功能的FI保护开关；以及
图2为本发明具有紧急断开附加功能的FI保护开关。
具体实施方式
下文将要详细说明的实施例是本发明的优选实施方式。
图2所示的本发明的故障电流保护开关FI1所具有的组件与图1所示的故障电流保护开关FI的组件大部分相同。因此，有关结构方面的详细情况，请参见上文中有关图1的图示说明。
图1中设置的绕组w5、w6和w7被替代，所述总和电流互感器SW现在仅具有单独一个绕组w9，该绕组w9布置在带有四个相同电阻器R的惠斯通电桥的对角支路中。电桥电路由中性导线N和相L3之间的电压供电。在平衡状态下，电桥上的对角电压为零，绕组w9中没有电流通过。也就是说，FI开关FI1并未被触发。
紧急断开按钮NA在一桥接旁路中与布置在这个桥接旁路中的电阻器R串联。在正常工作状态下，紧急断开按钮闭合，电桥平衡。发生紧急情况时，该紧急断开按钮断开，电桥失谐，所述绕组w9将总和电流互感器SW磁化，从而触发FI开关。
所述检验按钮PT设计成常开触点，并在另一桥接旁路中与布置在这个桥接旁路中的电阻器R并联。如果对检验按钮PT进行操作，该电阻器R就会被跨接，从而使所述桥接电路失谐。上述FI开关FI1同样会被触发。也就是说，在本实施例中，在原本布置有三个绕组w5、w6和w7的位置上只需布置单独一个绕组w9。借此可如上文所述的那样，  简化总和电流互感器和整个设备的结构。
某些情况下可能需要完全独立于紧急断开功能来实现检验功能。在此情况下，可在总和电流互感器SW上为两个功能分别设置一个单独的绕组。但即便如此，相比现有技术中如图1所示的已知设备，也可省去一个绕组。

Claims (5)

1.故障电流保护开关(FI1)，包括：
一个总和电流互感器(SW)，用于在出现故障电流的情况下产生故障信号，以及
一个开关装置(NA)，所述开关装置连接在所述总和电流互感器上，即使在没有出现故障电流的情况下也能对所述故障电流保护开关(FI1)进行触发，
其特征在于，
所述开关装置(NA)通过一个桥接电路(R，R，R，R)和单独一个绕组(w9)连接在所述总和电流互感器(SW)上。
2.根据权利要求1所述的故障电流保护开关，其中，所述开关装置包括一个紧急断开开关(NA)。
3.根据权利要求1或2所述的故障电流保护开关，其中，所述开关装置包括一个检验按钮(PT)。
4.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的故障电流保护开关，其中，用于将所述桥接电路(R，R，R，R)连接在所述总和电流互感器(SW)上的绕组(w9)布置在所述桥接电路的对角支路中。
5.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的故障电流保护开关，其中，所述开关装置(NA)建构为常闭触点，并与所述桥接电路(R，R，R，R)的复数个阻抗中的一个串联。
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