CN107797053B - 监测电路断路器的监测单元及包括该监测单元的断路器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于监测电路断路器(D)的监测单元(1)和多极电路断路器,该监测单元包含中央本体和可移除的电源模块(20),所述中央本体包含:互连装置(120),能够从断路器接收初级电压(V1),并且包括用于将初级电压转换为次级电压(V2)的电源电路(1220);控制装置(110),用于测量由电源电路(1220)传送的次级电压(V2),可移除的电源模块(20)包括电力变换器(203),其配置为将收集的初级电压(V1)转变为附加的次级电压(V2’),并且将电力供给到控制装置(110)的共用电源总线(1102)。
Description
技术领域
本发明涉及用于监测多极电路断路器的监测单元。
背景技术
已知包含电子监测单元的电路断路器。此类监测单元典型地被编程为实时地测量断路器的运行状态,并且在断路器运行故障的情况下控制断路器的断开。此类监测单元包含提供有电力变换器的电源模块,其由断路器的输入端子供电,以收集与穿过断路器的电流相关联的初级电压。此电力变换器还设计为将这些初级电压转变为次级电压,其用于供电控制装置。
这些已知的监测单元的一个缺点是其无法在对断路器的监测单元的操作没有负面影响的情况下撤回包括电源电路的电源模块。这使在故障情况下的维护操作的性能复杂,从而降低了监测单元的可靠性。
发明内容
本发明更特别地旨在通过提供监测单元以克服这些缺点,监测单元用于监测具有模块化设计的多极电路断路器,其中可以在不随时间损害断路器的监测单元的操作的情况下撤回或更换电源模块,同时保证监测单元的令人满意的电安全性。
为此,本发明涉及用于监测多极电路断路器的监测单元,包含:
-中央本体,包含:
●互连装置,包括:
o输入接触垫,能够电连接到多极电路断路器的电源输入端子,以从断路器接收初级电压,
o电源电路,包含分压器桥,其配置为将初级电压转换为次级电压;
●控制装置,具有测量电路,测量电路能够测量由电源电路供给的次级电压,控制装置被编程为根据由测量电路测量的次级电压确定断路器的运行状态;
-可移除的电源模块,接收在中央本体的凹陷中,此模块:
●电连接到互连装置,以收集初级电压,并且
●包括电力变换器,其配置为将收集的初级电压转变为附加的次级电压,并且使用此附加的次级电压将电力供给到控制装置的共用电源总线。
凭借本发明,可以在不影响控制装置的运行的情况下尤其在不影响控制装置监督断路器的运行的情况下撤回电源模块。此类的模块化结构使得可以在不必更换整个监测单元的情况下更换故障的电源模块。这是通过以下事实成为可能:调节由测量电路使用的次级电压的电源电路与装配在可移除的电源模块上的电力变换器分隔开。
互连装置还确保监测单元的与初级电压接触的零件和与次级电压接触的零件之间的令人满意的电隔离。
根据本发明的有利的但非强制的方面,监测单元包含以下特征中的一个或多个(以任意技术上可允许的组合实现):
-互连装置包含支撑件,电源电路布置在支撑件上,输入接触垫设置在支撑件的边缘上,并且互连装置包含沿着支撑件布置的纵向绝缘屏,其从支撑件的所述边缘开始并且相对于支撑件的平面垂直地延伸,以将输入接触垫彼此横向地分开;
-纵向绝缘屏在支撑件的长度的至少50%的范围内延伸;
-分压器桥包含沿着行电连接到彼此的电阻器,以形成电源电路的分开的分支,每个分支与电相位相关联,并且纵向绝缘屏与电阻器的各行平行地延伸,以将这些分支横向地彼此分开;
-单元包含可移除的线至板连接器,以将输入接触垫电连接到电缆,电缆能够电连接到断路器的电源输入端子,此线至板连接器包含外壳,外壳中形成凹陷,当连接器处于连接到互连装置的位置中时,这些凹陷中接收输入接触垫,这些凹陷在它们的长度部分上由外部间隔件彼此分开,外部间隔件具有与纵向绝缘屏互补的形状;
-互连装置包含:
-电源电路的输出接触垫,布置在与输入接触垫相同的支撑件表面上,以及
-绝缘壁,插入在输入接触垫与输出接触垫之间,并且垂直于所述表面延伸;
-互连装置包含单元化柔性条电连接器,其设计为电连接到可移除的电源模块的初级连接接口;
-单元化柔性条连接器由铜-铍合金制成;
-监测单元包含能够电连接到控制装置的附加的可移除模块,为此,监测单元包含电活塞连接器(electrical piston connector),电活塞连接器设计为连接到装配到这些附加模块上的对应连接器。
根据另一方面,本发明最终涉及多极电路断路器,包含根据本发明的监测单元,互连装置电连接到断路器的电源端子。
附图说明
鉴于用于监测多极电路断路器的监测单元的实施例的以下说明,将更好地理解本发明,并且其其他优点将变得更显而易见,实施例仅以示例的方式给出且参考附图,其中:
图1是根据本发明的用于监测多极电路断路器的监测单元的分解图的示意性表示;
图2是图1的监测单元在组装配置中的截面图的示意性表示;
图3是电组件的操作的简化示意性概览,包含图1和2的监测单元;
图4是图1和2的监测单元的中央本体中包含的互连装置的透视图的示意性表示;
图5是图4的互连装置的第一表面示意性表示;
图6是图4的互连装置的近视图,其上安装的是线至板连接器,图示为拆散图;
图7是图5的互连装置的边缘的近视图的示意性表示;
图8是图5的互连装置的第二、相对表面的示意性表示;
图9是图8的互连装置的电连接器的近视图的示意性表示。
具体实施方式
图1和2示出了用于监测多极电路断路器的监测单元1。
在已知方式中,对于每个电极(electrical pole),多极电路断路器包含电源输入和输出端子,它们通过可以与断路器分开的移动触头选择性地电连接到彼此或彼此电隔离。
单元1意图与此类断路器D相关联,图3中可见,以便如果检测到诸如过流或短路的运行缺陷,控制断路器的断开,也就是说每个极的电源输入与输出端子的分开,以防止电流在这些端子之间流动。
此示例中,单元1与断路器D相关联,以形成电组件。断路器D则包含单元1。
监测单元1还有利地配置为测量代表断路器D中流动的电流的物理量,以构建关于断路器D的运行的统计数据,例如确定电流、电压、电功率或瞬时功率,或计算断路器D的打开/关闭循环的数目。
为此,单元1设计为电连接到断路器D的输入端子。
此示例中,断路器D为多极断路器,其配置为用交流多相(例如三相)电流运行。此示例中,断路器D从而包含三个电力极,分别与电相位P1,P2以及P3相关联,并且电极与中性相PN相关联。
监测单元1包含中央本体10和多个可移除模块20,30,40,50,60以及70。作为变型例,模块的数目可以不同。这些模块中的每一个能够执行特定的预定功能,下文中更详细解释。可移除模块20,30,40,50,60以及70中的每一个在插入到中央本体10中的位置与从中央本体10撤回的位置之间移位。
在插入位置中,可移除模块接收在中央本体10的对应凹陷中或另一可移除模块的对应凹陷中,另一可移除模块自身已经接收在中央本体10中。可移除模块则电连接到单元1的包含在中央本体10中的部件。
在撤回位置中,可移除模块在中央本体10外侧且不电连接到单元1的包含在中央本体10中的部件。
如图3所示,中央本体10包含控制装置110和互连装置120。
控制装置110配置为测量断路器D的运行状态,并且尤其是随时间在此断路器D中流过的电流值,并且当在此测量期间检测到运行缺陷时,使断路器D断开。
控制装置110包含测量电路1101、共用电源总线1102以及信号处理计算单元1104,它们在此情况下布置在控制装置110的电子板1103上。
电子板1103包含刚性支撑件,例如印刷电路板(PCB)类型的。此电子板1103基本上在几何平面P中延伸。
此示例中,电子板1103在控制装置110和中央本体10的整个长度上延伸,中央本体10具有在几何平面P中的长方形形状。在监测单元1与断路器D组装的配置中,几何平面P在垂直方向上与断路器D的前表面平行地延伸。
测量电路1101设计为测量供给到其输出中的一个的电压值,并且作为相应,将代表测量的电压值的信号传送到计算单元1104。
计算单元1104被编程为基于测量的电压值自动地确定断路器的运行状态。例如,如果测量的电压值高于预定阈值,这指示安全故障(比如断路器D中的过压或电压降落),则计算单元1104控制断路器D的断开。在此情况下,计算单元1104包含可编程微控制器。
例如,凭借控制单元110与断路器D的专用接口之间的接线联接(未示出),控制单元110控制断路器D。
共用电源总线1102配置为将电源分配到控制装置110的各种元件,比如控制电路1101或计算单元1104。电源总线1102还配置为将电源分配到附加的模块30,40,50以及60,以当附加的模块处于插入位置中时确保其运行。
互连装置120配置为电连接到断路器D,以收集来自断路器D的与断路器D的电源端子相关联的初级电压V1。在此情况下,此连接通过线至板连接器130产生。
本说明书中,“初级电压”表示最大幅度大于或等于100伏特或240伏特或400伏特的电压。这些初级电压对应于来自断路器D的那些电压。
通过图示,在此示例中,断路器D为低电压、大电流断路器,其设计为以具有最大幅度小于或等于690伏特AC的电压运行。在此情况下,这些初级电压V1为多相电流中的两相之间的电势差,并且因此自身为多相。
本说明书中,术语“次级电压”表示AC或DC电压,其最大幅度小于或等于20伏特或30伏特。
在断路器运行期间源自于断路器D的初级电压V1通常太高,以至于不能将功率直接供给给控制装置110。测量电路1101由此不能够在输入处直接接收初级电压V1。初级电压V1因此必须提前转变为次级电压。此外,由于它们的高值,如果用户与它们接触,初级电压造成对于单元1的用户电安全风险。
互连装置120因此还具有电连接到断路器D以收集初级电压V1并且从这些初级电压V1产生次级电压V2,并且将产生的次级电压V2供给到测量电路1101的功能。当可移除的电源模块20处于插入到中央本体10中的位置时,互连装置120还具有将这些收集的初级电压V1与可移除的电源模块20共享的功能。
就其本身而言,电源模块20配置为将初级电压V1转换为附加的次级电压V2’(也称为附加的次级电压),以将功率供给到控制装置110。附加的次级电压V2’不必与由互连装置120供给的次级电压V2相同。
为此,可移除的电源模块20包含初级连接接口201、次级连接接口202以及电力变换器203,它们在此情况下(图2)紧固在刚性支撑件205上并且容纳在可移除的电源模块20的外壳204(图2)内。
在此情况下,支撑件205具有平坦形状并且在与几何平面P垂直的几何平面P’中延伸。当单元1处于与断路器D组装的配置中时,几何平面P’对应于水平平面。
电力变换器203设计为将从初级连接接口201接收的初级电压V1转变为附加的次级电压V2’,然后传送到次级连接接口202。例如,电力变换器203为变压器。
此示例中,电源总线1102配置为由具有等于24伏特的幅度的附加的次级DC电压V2’供电。电源总线1102有利地包含附加的电力变换器,其设计为将此附加的次级电压V2’转变为更低值的DC电压,例如等于3.3伏特,以将功率供给到控制装置110的某些元件。
当可移除的电源模块20处于插入到中央本体10中的位置时,初级连接接口201和次级连接接口202分别连接到互连装置120和控制装置110。相比之下,在撤回位置中,初级连接接口201和次级连接接口202分别从互连装置120和控制装置110断开。
当模块20处于插入位置时,电源总线1102设计为具有由模块20供给的次级电压。然而,当模块20从中央本体10撤回时,总线1102有利地设计为继续被供电。
例如,当电源模块20存在于单元1内时,上述条件由电源模块20执行。然而,电源总线1102还设计为具有来自辅助电源S(图3)的电压。除了电源模块或者作为电源模块的替代,可以使用这些辅助电源S。
辅助电源S的第一示例为集成在断路器内的电流传感器,比如变流器,其从在断路器内流动的电源电流产生电压。在已知方式中,这种电源仅在断路器处于闭合状态且电流在断路器的输入与输出端子之间流动时起作用。
辅助电源S的第二示例为集成在监测单元1内的备用电池(未示出)。
辅助电源S的第三示例可以为联接到外部电源的辅助电源模块,例如来自安装有单元1和断路器D的电面板。此电源可以与逆变器(inverter)相关联或与备用电源供给相关联。
辅助电源S的第四示例由单元1的用户通过USB(通用串行总线)数据联接而提供(例如当此用户将计算机端子连接到控制装置110,以在监测单元1上执行诊断维护操作时)。
图4至9更详细地图示了互连装置120。
如图3和4所示,互连装置120包含输入接触垫1221,输入接触垫1221能够电连接到多极电路断路器D的电源输入端子垫,以从断路器D接收初级电压。例如,互连装置120包含四个输入接触垫1221,每个与电相位P1,P2,P3以及中性相PN中的一个相关联。
与断路器D的输入端子的此互连通过后文描述的线至板连接器130实现。
互连装置120还包含输出接触垫1222,其通过有线连接(未示出)电连接到测量电路1101。
互连装置120还包含连接在输入接触垫1221与输出接触垫1222之间的电源电路1220。在此情况下,此电源电路1220为由多个电阻器1223和1223’形成的分压器桥。
在此情况下,连接装置120包含平坦支撑件1210,其上形成有电源电路1220、输入接触垫1221以及输出接触垫1222。例如,支撑件1210为刚性。
在此情况下,支撑件1210在几何平面P’中延伸。支撑件1210的第一表面表示为“1210A”,并且支撑件1210的与第一表面1210A相对的的第二表面表示为“1210B”。
输入接触垫1221布置在第一表面1210A上,在支撑件1210的边缘处。输出接触垫1222也形成在第一表面1210A上,在与输入接触垫1221分开的位置处。
电阻器1223布置在第一表面1210A上,而电阻器1223’布置在第二表面1210B上。在此情况下,电阻器1223和1223’是相同的。
电阻器1223布置为形成电源电路1220的分压器桥的分支,每个分支与电相位P1,P2,P3以及PN中的一个相关联。更准确地,电源电路1220的每个分支内的电阻器1223和1223’通过导电轨迹电连接到彼此以及输入接触垫1221和输出接触垫1222,导电轨迹布置在支撑件1210的对应的第一表面1210A和第二表面1210B上。每个电阻器1223,1223’的位置使得可以确保彼此之间以及每个分支之间的电隔离。
此示例中,支撑件1210包含主要部分,从主要部分延伸的是四个纵向伸长部或分支,它们彼此平行且由间隔件1210E分开,使得支撑件1210为具有四个分支的E的形状。分支中的每一个与电路的电相位P1,P2,P3以及PN相关联。每个分支从而包含单个输入接触垫1221,并且还包含与此电相位相关联的电阻器1223。输出接触垫1222在支撑件1210的主要部分上彼此相邻布置。
中性相PN优选地与支撑件1210的中央分支中的一个相关联,并且不定位在位于支撑件1210的外边缘的分支中的一个上。以此方式,存在至少两个分开的电相位P1,P2以及P3,它们由中性相PN彼此分开,从而改善电安全性,尤其是关于这些各相的连接器之间的电弧的形成而言。
此示例中,五个或六个电阻器1223,1223’用于电相位P1,P2,P3以及PN中的每一个。作为变型例,此数目可以不同。特别地,可以省略布置在第二表面1210B上的电阻器1223’。当第一表面1210A上没有足够空间容纳它们时,它们典型地布置在此表面1210B上。
例如,支撑件1210具有等于40mm的长度D1和等于54mm的宽度D2。在此情况下,在支撑件1210的平面中测量此长度和此宽度。
互连装置110还包含分隔件或纵向绝缘屏1230,其沿着支撑件1210的表面1210A布置,从支撑件1210的边缘开始并且相对于支撑件1210垂直地延伸。在此情况下,存在三个这样的纵向屏1230,并且它们是相同的。
每个屏1230的高度有利地大于或等于8mm或8.5mm。
绝缘屏1230有利地在支撑件1210的长度的至少50%上、优选地在支撑件1210的长度的至少80%上延伸。
这些绝缘屏1230由电绝缘、抗高温和防火材料制成,例如塑料,比如交联聚酰胺,或玻璃纤维强化聚碳酸酯。例如,采用交联聚酰胺6.6,也表示为“PA 6.6”,或聚碳酸酯PCGF10。
此示例中,屏1230与中央本体10的外壳集成。每个绝缘屏1230接收在支撑件1210中的切口1210E内侧,切口1210E将支撑件1210的平行分支分开。因此,此示例中,屏1230与支撑件1210分开。
然而,作为变型例,屏1230可以直接布置在支撑件1210上。
绝缘屏1230从而具有与支撑件1210的间隔件1210E互补的形状。
屏1230从而将输入接触垫1221彼此横向地分开。此外,由于这些屏1230在支撑件1210的长度上延伸的事实,它们将电源电路1220的布置在表面1210A上的电阻器1223的各行彼此横向地分开。
纵向屏1230从而建立插入在与电相位P1,P2,P3以及PN相关联的输入接触垫1221之间的电绝缘屏障,并且这增加了这些输入接触垫1221之间的点到点距离。
此外,凭借它们的长度,纵向屏1230增加了这些输入接触垫1221之间的泄露路径距离。对于电源电路1220分支同样适用。
因此,显著降低了输入接触垫1221之间或与互连装置120的初级区域中(也就是说位于初级电压V1附近的区域)不同电相位P1,P2,P3以及PN相关联的电源电路1220的分支之间发生短路的风险。实际上,改善了单元1的安全性。
爬电距离和泄露路径的概念为本领域技术人员熟知且更详细地限定在例如来自国际电工技术委员会的IEC 60335标准中。例如,爬电距离对应于两个电接触点之间的点到点距离,而泄露路径对应于这两个电接触点之间的通过沿着位于这两个电接触点之间的各种材料行进实现的最短距离。
这通过屏1230的尺寸标注提供。凭借屏1230,并且尤其是它们的高度,相对于其中在中央本体10内接收互连装置120的支撑件1210的凹陷的尺寸,避免了两个连续的输入接触垫1221之间的直接爬电路径的形成,这是因为输入接触垫1221由屏1230彼此电分开。此外,凭借这些屏1230的长度,此表面1210A内允许的泄露路径的长度大于或等于28mm或32mm。
如图6所示,线至板连接器130包含外壳1301,其内侧形成分离的凹陷1302,分离的凹陷由外部间隔件1303在它们的长度的部分上彼此分开。外部间隔件1303具有与纵向绝缘屏1230的端部互补的形状。
连接器130的凹陷1302中的每一个含有电连接条1304,意图与对应的输入接触垫1221接触。此接触条1304电连接到电缆,电缆自身电连接到断路器D的对应的电源输入端子。
此示例中,连接器130包含四个凹陷1302,各自含有条1304,条1304各自与电相位P1,P2,P3以及PN中的一个相关联。
连接器130还包含对准元件1305,其使连接器130能够引导和设置在支撑件1210的边缘上。
连接器130为可移除的,也就是说,其能够在连接位置与断开位置之间可逆地和选择性地移位。
此示例中,连接器130(尤其是因为其形状)仅当其以预定方向取向才能够插入到其连接位置中,从而提供了错误避免功能。
在连接配置中,支撑件1210的分支的端部接收在对应的凹陷1302内。设置在支撑件1210的分支的这些端部上的输入接触垫1210自身也接收在对应的凹陷1302内且与电条1304电接触,以确保与断路器D的对应端子电连接。在此连接位置中,屏1230的端部接收在外部间隔件1303内。
为阅读方便,在图6中,外壳1301未以其整体示出,且仅用实线示意性示出了其外部轮廓。
在连接器130的断开状态中,支撑件1210的分支的端部和输入接触垫1221位于凹陷1302外啊。同样,条1304与接触垫1221断开,从而避免断路器D的端子与互连装置120之间的电连接。
凭借连接器130的设置,并且尤其是间隔件1303与屏1230的端部之间的相互作用,增加了在环境空气中电链接输入接触垫1221所必须涵盖的泄露路径的长度。这进一步降低了在与电相位P1,P2,P3相关联的接触垫1221或相邻条1304之间形成短路的风险。特别地,在此情况下,两个条1304之间的泄露路径的长度L大于或等于28mm或优选地32mm。
互连装置120有利地还包含绝缘壁1240,如图5所述,其插入在输入接触垫1221与输出接触垫1222之间。此壁1240相对于表面1210A垂直地延伸。
在此情况下,壁1240由电绝缘材料制成,例如塑料,比如交联聚酰胺PA 66或玻璃纤维强化聚碳酸酯PC GF10,在前面已描述。
此示例中,壁1240直接布置在支撑件1210的表面1210A上,在支撑件1210的主要部分上。此壁1240具有基本上平坦的中央部分以及相对于中央部分倾斜的侧向翼,以围绕支撑件1210的表面1210A的其上布置电触头1222区域。
例如,壁1240具有浅色,比如白色或灰色,以便于在由制造装置执行的制造步骤期间的自动检测。
壁1240具有垂直于表面1210A的面(也就是说垂直于几何平面P’)测量的高度,其大于或等于表面1210A与至少部分覆盖此表面1210A的盖之间的自由距离的50%,或优选地80%,或更优选地90%,此盖形成中央本体10的一部分。
当互连装置120处于中央本体10内的组装配置时,壁1240从而防止输入接触垫1221中的一个与输出接触垫1222中的一个之间的电弧或短路的形成。这凭借以下事实实现:壁1240具有足以被插入在将输入接触垫1221中的每一个联接到输出接触垫1222中的每一个的爬电路径上的高度。因此,确保了初级电压与次级电压之间的改善的电绝缘。
具体地,单元1的模块化设计使得可以确保单元1的令人满意的紧凑性和体积。然而,单元1的这样的紧凑性引入了互连装置120的暴露于初级电压V1的区域与互连装置120的暴露于次级电压V2的区域之间的短路的风险,因为这些区域由于此紧凑性彼此更接近。
凭借壁1240,增加了例如对于电弧电联接这两个区域必须涵盖的爬电距离。这降低了发生这样的短路的风险,并且提高了单元1的电安全性。
特别地,凭借壁1240,接触垫1221与接触垫1222之间的爬电距离大于或等于25mm。同样,输入接触垫1221与接触垫1222之间的泄露路径距离大于或等于28mm,优选地32mm。作为变型例,此距离可以不同,这取决于用来形成支撑件1210和壁1240的材料。
如图7所示,支撑件1210有利地包含由诸如金的导电材料制成的镀层1251,其布置在与支撑件1210的侧向边缘垂直的部分1210C上。此部分1210C垂直于表面1210A和1210B延伸。
镀层1251中的每一个通过布置在表面1210A上的导电轨迹电连接到输入接触垫1221。这些镀层1251的作用是使在制造单元1的步骤期间能够进行电路1220的运行测试。典型地通过自动测试装置执行此测试,将镀层设置在部分1210C上使得与必须连接到接触垫1221相比可以进行更容易的电连接。
如图7所示,支撑件1210有利地包含倒角1252,倒角1252布置在支撑件1210的边缘上,在部分1210C上。这些倒角1252使得能够更容易地引导和紧固连接器130。
图8示出了互连装置120的第二表面1210B。
互连装置120包含单元化柔性条电连接器1260,其设计为当可移除电源模块20处于其插入到中央本体10中的位置时,确保互连装置120与可移除电源模块20的初级互连接口201之间的电连接。
此示例中,互连装置120包含三个柔性连接器1260,各自与电相位P1,P2以及P3中的一个相关联。特别地,没有柔性连接器260与中性相PN相关联。
每个连接器1260集成地紧固到支撑件1210,在第二表面1210B上,在支撑件1210的对应分支的端部处。连接器1260例如通过焊接或钎焊焊接到支撑件1210的表面1210B。
连接器1260彼此对准且彼此远离。位于中央分支上的连接器1260优选地在连接器1260的对准的方向上偏移,使得其不设置得与紧相邻的连接器1260过于接近。
连接器1260中的每一个电连接到位于相反表面1210A上的对应的输入接触垫1221,例如通过穿透支撑件1210形成的穿透连接。
如图9所示,每个连接器1260包含与支撑件1210的表面1210B集成的固定基部1261,弯曲部1262(例如C形)以及可变形上部1263。
上部1263在压下位置与释放位置之间弹性地且可逆地变形。
在图9中,连接器1260显示为处于其静止位置。点线1260’示出了当上部1263处于其压下位置时上部1263的轮廓的位置。在此情况下,当可移除电源模块20处于插入位置时,连接器1260处于压下位置。
通过与上部1263接触产生到电源模块20的初级连接接口201的连接。例如,电源模块20的初级连接接口201包含由导电材料制成的刚性板。当电源模块20处于插入到中央本体10的位置中时,初级连接接口201的每个板被压到上部1263上,以将其变形为其压下位置,以确保导电性。
弯曲部1262有利地包含平坦区域1264。例如,此平坦区域1264的这些尺寸使得其上可以雕刻直径大于或等于2mm的盘。此类平坦部分1264使得连接器1260能够由自动放置机器更容易抓握,自动放置机器典型地配合有抓握元件,抓握元件装配有真空管口或抽吸垫。因此,在工业上制造单元1的步骤期间简化了连接器1260到支撑件1210的定位。
上部1263有利地包括凸台1265,其相对于上部1263朝向连接器1260的外侧突出,也就是说与基部1261相反。
此凸台1265使得可以确保与初级连接接口201的改善的电接触,尤其是确保点状电接触。从而降低了接触失效和因此的电源模块20失灵的风险。从而提高了单元1的可靠性。
基部1261有利地包含长方形透孔1266,其具有大于或等于4.5mm的周长。
这样的孔1266使得可以确保用来将连接器1260焊接到支撑件1210的焊接或钎焊材料升起。此材料从而在孔1266的壁上升起直到基部1261的上表面。从而改善了连接器1260与输入接触垫1221之间的电接触的质量。
在此情况下,连接器1260由金属制成,优选地由铜-铍合金制成。这样的铜-铍合金具有提供良好弹性同时具有满意的导电性质的优点。由于此良好弹性,当上部1263经受这两个位置之间的显著和持续的变形时,限制了上部1263的塑性的(也就是说不可逆的)变形的风险。从而改善了单元1的持久性和可靠性。
凭借连接器1260,不需要诉诸于提供有笨重外壳的有线连接或引脚连接器来确保模块20的连接。
以通用方式,凭借互连装置120,通过布置在支撑件上的导电轨迹或通过单元化连接器来产生中央本体10内的电连接。因此不必使用单元1内的引线或有线连接。这首先减小了其体积,并且其次使得可以提供模块化结构,其中可以在不必每次改变接线的情况下,由单元1的用户在单元1的运行期间以简单的方式选择性地撤回或添加模块。
这些连接器还设计为支持各种模块的大量的插入和撤回循环,确保单元1的满意的寿命。
此示例中,单元1还包含配置模块30、用户接口模块40、短路检测模块50、附加的模块60以及盖70。此示例中,这些模块中的每一个包含电子板和活塞型连接器,以产生数据和/或到中央本体10的控制装置的电源联接。
与模块40,50,60相关联的电子板分别表示为41,51,61。在此情况下,当监测单元1处于组装配置时,这些电子板布置为与平面P平行。在此情况下,模块30还包含电子板(未示出)。模块50有利地包含电绝缘屏53,其覆盖电子板51。这使得当从中央本体10撤回模块50时,可以保护此电子板51,同时具有比塑料外壳更小的体积。
上面预期的实施例和变体方案可以彼此组合以产生新的实施例。
Claims (10)
1.用于监测多极电路断路器(D)的监测单元(1),其特征在于,所述单元包含:
-中央本体(10),包含:
·互连装置(120),包括:
ο输入接触垫(1221),能够电连接到多极电路断路器(D)的电源输入端子,以接收来自断路器的初级电压(V1),
ο电源电路(1220),包含分压器桥,配置为将所述初级电压(V1)转换为次级电压(V2);
·控制装置(110),具有测量电路(1101),所述测量电路(1101)能够测量由所述电源电路(1220)供给的次级电压(V2),所述控制装置(110)被编程为根据由所述测量电路(1101)测量的次级电压来确定所述断路器(D)的运行状态;
-可移除的电源模块(20),接收在所述中央本体(10)的凹陷中,此模块:
·电连接到所述互连装置(120),以收集所述初级电压(V1),并且
·包括电力变换器(203),配置为将所收集的初级电压(V1)转变为附加的次级电压(V2’),并且使用此附加的次级电压(V2’)将电力供给到所述控制装置(110)的共用电源总线(1102),
调节由测量电路使用的次级电压的电源电路与装配在可移除的电源模块上的电力变换器分隔开。
2.根据权利要求1所述的监测单元(1),其特征在于,所述互连装置(120)包含支撑件(1210),所述支撑件(1210)上布置所述电源电路(1220),所述输入接触垫(1221)设置在所述支撑件的边缘上,并且,所述互连装置(120)包含纵向绝缘屏(1230),所述纵向绝缘屏(1230)沿着所述支撑件(1210)布置,从所述支撑件的所述边缘开始并相对于所述支撑件(1210)的平面(P’)垂直地延伸,以将所述输入接触垫(1221)彼此横向地分隔开。
3.根据权利要求2所述的监测单元(1),其特征在于,所述纵向绝缘屏在所述支撑件(1210)的长度(D1)的至少50%范围内延伸。
4.根据权利要求2所述的监测单元(1),其特征在于,所述分压器桥包含沿着行电连接到彼此的电阻器(1223),以形成所述电源电路(1220)的分离分支,每个分支与电相位(P1,P2,P3,PN)相关联,并且,所述纵向绝缘屏(1230)与所述电阻器的行平行地延伸,以彼此横向地分隔开这些分支。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的监测单元(1),其特征在于,所述单元(1)包含可移除的线至板连接器(130),以将所述输入接触垫(1221)电连接到电缆,所述电缆能够电连接到所述断路器的电源输入端子,此线至板连接器(130)包含外壳(1301),所述外壳(1301)中形成凹陷(1302),当所述连接器处于连接到所述互连装置(120)的位置中时,所述输入接触垫(1221)接收在所述凹陷内,这些凹陷(1302)在它们的长度部分上由外部间隔件(1303)彼此分隔开,所述外部间隔件(1303)具有与所述纵向绝缘屏(1230)互补的形状。
6.根据权利要求2至4中任一项所述的监测单元(1),其特征在于,所述互连装置(120)包含:
-所述电源电路的输出接触垫(1222),布置在所述支撑件(1210)的与所述输入接触垫相同的表面(1210A)上,以及
-绝缘壁(1240),插入在所述输入接触垫(1221)与所述输出接触垫(1222)之间,并且垂直于所述表面(1210A)延伸。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的监测单元,其特征在于,所述互连装置(120)包含单元化柔性条电连接器(1260),所述单元化柔性条电连接器(1260)设计为电连接到所述可移除的电源模块(20)的初级连接接口(201)。
8.根据权利要求7所述的监测单元,其特征在于,所述单元化柔性条连接器(1260)由铜-铍合金制成。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的监测单元(1),其特征在于,其包含能够电连接到所述控制装置的附加的可移除模块(30,40,50,60),为此,所述监测单元包含电活塞连接器,所述电活塞连接器设计为连接到装配在这些附加模块上的对应连接器。
10.多极电路断路器,包含用于监测断路器的监测单元(1),其特征在于,所述监测单元(1)是根据前述权利要求中的任一项所述的监测单元,所述互连装置(120)电连接到所述断路器(D)的电源端子。
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