CN104810784B - 用于电气安装的电保护装置以及相关的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于电气安装的电保护装置（1）和相关的方法，该电保护装置具有：故障电流保护设备（2），所述故障电流保护设备具有用于检测故障电流的探测装置和用于将所检测的故障电流与阈值进行比较以及用于在所检测的故障电流超出阈值时输出触发信号的分析装置；和功率开关（4），所述功率开关具有用于检测过电流和/或短路的电检测装置以及用于在电检测装置检测到过电流和/或短路时触发开关装置的触发装置（6），其中故障电流保护设备（2）被构造用于将触发信号传递到功率开关（4）的触发装置，因此该触发装置触发开关装置。

Description

用于电气安装的电保护装置以及相关的方法

技术领域

本发明涉及一种用于电气安装的电保护装置，所述电保护装置具有：故障电流保护设备，所述故障电流保护设备具有用于检测故障电流的探测装置和用于将所检测的故障电流与阈值进行比较以及用于在所检测的故障电流超过阈值时输出触发信号的分析装置；和功率开关，所述功率开关具有用于检测过电流和/或短路的电检测装置以及用于在电检测装置检测到过电流和/或短路时触发开关装置的触发装置。此外，本发明涉及一种用于运行用于电气安装的电保护装置的方法。

背景技术

这样的电保护装置例如可以用在建筑物或工业设施中。所述电保护装置可以包括故障电流保护设备和功率开关。例如被构造为电流差仪器或故障电流仪器的故障电流保护设备在低压电网中为下述情况提供故障保护：基座绝缘失效或引导电压的部分直接被接触。由此，防止或减少对人、财物或家畜的伤害。

故障电流保护设备可以被构建到常规的功率开关上或者作为外部的、模块化的解决方案来实现。替选地，故障电流保护设备也可以集成到紧凑型功率开关中。如果在设施运行时出现故障电流，那么所述故障电流通过故障电流保护设备来探测，并且所述故障电流保护设备触发负责的（紧凑型）功率开关并且因此以无电压的方式接入设施。

在特殊类型的故障电流保护设备中，作为触发装置设置所谓的辅助触发器。所述辅助触发器是尤其是基于磁体的机电系统，借助所述机电系统可以由控制信号根据故障电流产生尤其用于开关锁的运动。在特殊情况下，辅助触发器也可以称作为触发磁体。根据功能，将辅助触发器在电压触发器和欠压触发器之间进行区分。电压触发器在超过电压阈值时触发（即产生机械运动）。欠压触发器在低于电压阈值时触发。

故障电流保护设备和功率开关通常布置在单独的壳体中。功率开关可以具有壳体，在所述壳体中设置有一个或多个配件袋。在上文中提到的辅助触发器、辅助开关、警报开关或诸如此类的可以插入到这样的配件袋中。借助所述模块化的配件，可以包括功率开关和故障电流保护设备的电保护装置因此是可个性化的。

在迄今的解决方案中，故障电流保护设备或电流差仪器在故障电流的情况下或者经由集成在电流差仪器中的触发磁体（借助于挺杆）或者经由装入到紧凑型功率开关的配件袋中的单独的触发磁体（电压触发器）触发紧凑型功率开关。

发明内容

本发明的任务是，提供一种电保护装置，所述电保护装置包括故障电流保护设备和功率开关，所述电保护装置成本较适宜地并且较节约结构空间地被构造。

所述任务通过根据本发明的电保护装置以及通过根据本发明的用于运行用于电气安装的电保护装置的方法来解决。

根据本发明的用于电气安装的电保护装置包括：故障电流保护设备，所述故障电流保护设备具有用于检测故障电流的探测装置和用于将所检测的故障电流与阈值进行比较以及用于在所检测的故障电流超过阈值时输出触发信号的分析装置；和功率开关，所述功率开关具有用于检测过电流和/或短路的电检测装置以及用于在电检测装置检测到过电流和/或短路时触发开关装置的触发装置，其中故障电流保护设备被构造为用于：将触发信号传递到功率开关的触发装置，因此该触发装置触发开关装置。

电保护装置包括故障电流保护设备和功率开关。故障电流保护设备又包括探测装置，借助所述探测装置可以检测故障电流。所述探测装置例如可以被构造为总电流互感器。此外，故障电流保护设备包括分析装置、即相应的分析电子元件，所述分析电子元件可以将所检测的故障电流与阈值进行比较。如果所检测的故障电流超过预定的阈值，那么借助于分析装置输出触发信号。功率开关包括电检测装置，所述电检测装置也可以称作为电子跳闸单元（ETU）。所述电检测装置可以包括相应的电流互感器，借助所述电流互感器可以监控电气安装的线路中的电压和电流强度。此外，功率开关包括触发装置，所述触发装置在借助电检测装置检测到过电流和/或短路的情况下触发开关装置或开关锁。因此将电气安装的电线路电隔离。

根据本发明，故障电流保护设备被构造用于将触发信号传递到功率开关的触发装置，所述触发信号由故障电流保护设备的分析装置在故障电流的情况下提供。当触发信号被传递到功率开关的触发装置上时，与触发装置连接的开关装置被触发。因此，可以以无电压的方式接入电气安装。因此，不需要附加的触发磁体，所述触发磁体必须被集成到故障电流保护设备中。以所述方式，可以提供节约结构空间的电保护装置。此外，可以节约成本，因为必须为故障电流保护设备提供自身的触发装置。

优选地，故障电流保护设备与功率开关的触发装置借助于线缆电连接。以所述方式，由故障电流保护设备提供的触发信号可以以简单的方式传递到功率开关的触发装置。通过线缆，对故障电流保护设备可以相对于功率开关如何布置不预设任何限制。因此，在构造电保护装置时可以提供灵活的和简单的解决方案。

在另一个设计方案中，线缆被构造为数据总线。在此，也可以考虑的是，故障电流保护设备或故障电流保护设备的分析装置被构造用于：以数字信号的形式提供触发信号，所述数字信号可以经由数据总线传递。这此外提供下述优点：可以将以数字形式的触发信号例如提供给通信系统。

此外，有利的是，故障电流保护设备具有用于连接线缆的第一电接触元件并且触发装置具有与第一电接触元件不同的用于连接线缆的第二电接触元件。换言之，故障电流保护设备和触发装置具有两个不同的接触元件，所述接触元件或者可以被构造为插头或者可以被构造为插座。此外，线缆可以具有相应的连接元件，所述连接元件与相应的电接触元件配合地被构造。因此，可以提供具有反极性保护的故障电流保护设备和触发装置之间的电连接。此外可以考虑的是，线缆相应地被标记。

在另一个设计方案中，故障电流保护设备和/或触发装置具有监控单元，该监控单元用于监控第一接触元件和线缆之间的电连接和/或第二接触元件和线缆之间的电连接。因此，借助于或者布置在故障电流保护设备、触发装置中或者布置在不仅故障电流保护设备而且触发装置中的监控单元可以以简单的方式确定：故障电流保护设备为了传递触发信号是否借助功率开关的触发装置而被连接。如果在故障电流保护设备和触发装置之间不存在数据连接，那么例如可以输出相应的报警信号。因此，可以确保电保护装置的安全的运行。

优选地，故障电流保护设备和功率开关分别被布置在单独的壳体中。以所述方式，故障电流保护设备和功率开关可以例如在开关柜中任意地相对于彼此定位。以所述方式，提供用于电保护装置的模块化的解决方案。

优选地，故障电流保护设备的壳体和功率开关的壳体可以形状配合地彼此连接。例如，两个壳体可以通过插塞连接或诸如此类的连接。以所述方式，可以将故障电流保护设备和功率开关简单地组合。

在另一个实施方式中，触发装置被构造为电压触发器。对此替选地，触发装置可以被构造为欠压触发器。以所述方式，可以确保电保护装置的安全的运行。

根据本发明的用于运行用于电气安装的电保护装置的方法包括：借助故障电流保护设备的探测装置检测故障电流；借助故障电流保护设备的分析装置将所检测的故障电流与阈值进行比较；借助分析装置在所检测的故障电流高于阈值的情况下，输出触发信号；借助功率开关的电检测装置检测过电流和/或短路；和借助触发装置在借助电检测装置检测到过电流和/或短路的情况下触发开关装置，其中触发信号由故障电流保护设备传递到功率开关的触发装置，因此触发开关装置。

之前结合根据本发明的电保护装置来描述的优点和改进方案按意义适用于根据本发明的方法。

附图说明

现在，根据所附的附图详细阐述本发明。在此，附图示出电保护装置的示意图，所述电保护装置包括故障电流保护设备和功率开关。

具体实施方式

在下文中详述的实施例是本发明的优选的实施方式。

当前在附图中示意示出的电保护装置1包括故障电流保护设备2，所述故障电流保护设备也可以称作为RCD（Residual Current Protective Device，剩余电流保护装置）。故障电流保护设备2可以为已知结构类型的电流差仪器或故障电流保护仪器。在此，故障电流保护设备2如示例性地在附图中示出的那样具有壳体3。此外，电保护装置1包括功率开关4，所述功率开关被布置在单独的壳体5中。故障电流保护设备2的壳体3和功率开关4的壳体5可以形状配合地彼此连接。典型地，故障电流保护设备2和功率开关4安置在开关柜中，在那里，其连接到相应的汇流排上。

功率开关4也可以称作为主开关并且用于接通电流和电压，如其例如在生产设施、住宅或诸如此类的中可能的那样。功率开关4通常包括在此没有详细示出的电检测装置，所述电检测装置也可以称作为ETU（Electronic Trip Unit，电子跳闸单元）。电检测装置可以包括电流互感器，借助所述电流互感器可以检测电线路中的电压和电流强度。根据电压和/或电流强度可以确定，是否存在过电流或短路。此外，功率开关4包括触发装置6，所述触发装置当前仅示意地被示出。借助触发装置6，在借助电检测装置已经检测到过电流和/或短路的情况下，可以触发功率开关4的开关装置。

故障电流保护设备2在此包括没有示出的探测装置，所述探测装置可以探测电气安装或电网中的电流差或故障电流。探测装置例如为电流差保护仪器或故障电流保护仪器。探测装置包括总电流互感器，当存在故障电流或电流差时，所述总电流互感器的输出信号不等于零。总电流互感器的输出信号被输送给故障电流保护设备2的计算单元，借助所述计算单元将输出信号与阈值进行比较。如果超过阈值，那么输出相应的触发信号。

当前，故障电流保护设备2或其分析装置经由线缆7与功率开关4的触发装置6电连接。经由线缆7，触发信号可以由故障电流保护设备2传递给功率开关4的触发装置6。当功率开关4的触发装置6接收到故障电流保护设备2的触发信号时，触发功率开关4或功率开关4的开关装置。由此，无电压地接入电气安装或电网。

在此，也可以考虑的是，线缆7被构造为数据总线并且故障电流保护设备2或其分析装置将触发信号以数字的形式传递到功率开关4的触发装置6。触发装置上的和故障电流保护设备上的线缆7或相关的电接触元件可以反极性安全地被构造。此外，在线缆7上可以设置有相应的标记，所述标记标识线缆7在故障电流保护设备2和触发装置6上的正确连接。

故障电流保护设备2和/或功率开关4可以包括监控单元，借助所述监控单元可以检测，线缆7一方面与故障电流保护设备2并且另一方面与功率开关4或触发装置6连接。当线缆7例如没有正确地与故障电流保护设备2或功率开关4连接时，可以输出报警信号。这例如可以在故障电流保护设备2的显示单元8上进行。在包括多个发光元件的显示单元8上，如果借助故障电流保护设备2检测到故障电流，例如也可以输出相应的信号。

通过故障电流保护设备2使用功率开关4的触发装置6，不需要用于故障电流保护设备2的附加的触发装置。因此，可以节约成本。此外，不存在配件袋的占用，所述配件袋例如可以布置在功率开关4的壳体5中。因此，可以由电保护装置1的用户将其它的配件部件集成到配件袋中。

附图标记列表：

1 电保护装置

2 故障电流保护设备

3 壳体

4 功率开关

5 壳体

6 触发装置

7 线缆

8 显示单元。

Claims (6)

1.用于电气安装的电保护装置（1），所述电保护装置具有：

- 故障电流保护设备（2），所述故障电流保护设备具有用于检测故障电流的探测装置和用于将所检测的故障电流与阈值进行比较以及用于在所检测的故障电流超过阈值的情况下输出触发信号的分析装置，和

- 功率开关（4），所述功率开关具有用于检测过电流和/或短路的电检测装置以及用于在所述电检测装置检测到过电流和/或短路的情况下触发开关装置的触发装置（6），

- 所述故障电流保护设备（2）被构造用于：将所述触发信号传递到所述功率开关（4）的所述触发装置，因此所述触发装置触发所述开关装置，

其中所述故障电流保护设备（2）与所述功率开关（4）的所述触发装置（6）借助于线缆（7）电连接，

其特征在于，

其中所述故障电流保护设备（2）具有用于连接所述线缆（7）的第一电接触元件并且所述触发装置（6）具有不同于所述第一电接触元件的用于连接所述线缆（7）的第二电接触元件，

其中所述故障电流保护设备（2）和/或所述触发装置（6）具有用于监控所述第一电接触元件和所述线缆（7）之间的电连接和/或所述第二电接触元件和所述线缆（7）之间的电连接的监控单元。

2.根据权利要求1所述的电保护装置（1），其中所述线缆（7）被构造为数据总线。

3.根据权利要求1或2所述的电保护装置（1），其中所述故障电流保护设备（2）和所述功率开关（4）分别被布置在单独的壳体（3、5）中。

4.根据权利要求3所述的电保护装置（1），其中所述故障电流保护设备（2）的壳体（3）和所述功率开关（4）的壳体（5）可以形状配合地彼此连接。

5.根据权利要求1或2所述的电保护装置（1），其中所述触发装置（6）被构造为电压触发器。

6.用于通过下述步骤来运行用于电气安装的电保护装置（1）的方法：

- 借助故障电流保护设备（2）的探测装置检测故障电流，

- 借助所述故障电流保护设备的分析装置将所检测的故障电流与阈值进行比较，

- 如果所检测的故障电流超过阈值，那么借助所述分析装置输出触发信号，

- 借助功率开关（4）的电检测装置检测过电流和/或短路，和

- 如果借助所述电检测装置检测到过电流和/或短路，那么借助所述功率开关的触发装置（6）触发开关装置，

- 所述触发信号由所述故障电流保护设备（2）传递到所述功率开关的所述触发装置（6），因此触发所述开关装置，

其中所述故障电流保护设备（2）与所述功率开关（4）的所述触发装置（6）借助于线缆（7）电连接，

其特征在于，

其中所述故障电流保护设备（2）具有用于连接所述线缆（7）的第一电接触元件并且所述触发装置（6）具有不同于所述第一电接触元件的用于连接所述线缆（7）的第二电接触元件，

其中所述故障电流保护设备（2）和/或所述触发装置（6）具有用于监控所述第一电接触元件和所述线缆（7）之间的电连接和/或所述第二电接触元件和所述线缆（7）之间的电连接的监控单元。