EP3797436A1 - Switching device and method - Google Patents

Switching device and method

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EP3797436A1
EP3797436A1 EP19746016.5A EP19746016A EP3797436A1 EP 3797436 A1 EP3797436 A1 EP 3797436A1 EP 19746016 A EP19746016 A EP 19746016A EP 3797436 A1 EP3797436 A1 EP 3797436A1
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EP
European Patent Office
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switching device
electronic unit
unit
contacts
mechanical unit
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EP19746016.5A
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German (de)
French (fr)
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EP3797436B1 (en
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Jörg Hußmann
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP3797436A1 publication Critical patent/EP3797436A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3797436B1 publication Critical patent/EP3797436B1/en
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    • H01H2009/0292—Transparent window or opening, e.g. for allowing visual inspection of contact position or contact condition

Definitions

  • the invention relates to a switching device for interrupting egg nes multiple conductors low-voltage circuit according to the preamble of claim 1 and a method for a switching device with a disconnect function according to the Oberbe handle of claim 19.
  • Disconnectors or switch disconnectors are generally known.
  • Disconnectors or disconnectors are electrical actuation systems that are designed for the load-free (de-energized) electrical disconnection of electrical low-voltage circuits or systems (parts). Electrical disconnection under load is not possible or only possible to a limited extent using conventional disconnectors and can lead to the destruction of the disconnector due to an arc that occurs during disconnection.
  • Switch disconnectors or switch disconnectors are electrical actuation systems which are designed for the electrical separation of electrical low-voltage circuits or systems (parts) under load.
  • load disconnectors have, for example, an arc extinguishing device, by means of which an arc which arises during electrical separation under load can be guided away from switching elements of the load disconnector and in a heat-resistant section of the arc extinguishing device, such as e.g. an arc quenching chamber, is quenchable. In this way, thermal overloading of sensitive components of the load disconnector caused by the arc is avoided.
  • a special embodiment of disconnectors or switch disconnectors are fuse-operated switch disconnectors, such as fuse switch disconnectors or fuse switch disconnectors.
  • Fuse switch disconnectors are load disconnectors that have an electrical fuse. sen, such as a fuse, for example a so-called NH fuse.
  • Disconnectors or switch disconnectors are usually operated manually, for example by a handle, e.g. In the form of a toggle or lever, the contacts of the circuit open, so that a galvanic separation, in particular with a separation section or protective section, is realized.
  • fuse disconnectors or fuse switch disconnectors Even with fuse disconnectors or fuse switch disconnectors, only a manual interruption is basically provided, the fuse only serves as additional protection for extreme situations. With fuse switch disconnectors, the fuse usually has to be changed before the low-voltage circuit or the system can be supplied with energy again.
  • circuit breakers In contrast, circuit breakers, circuit breakers or residual current circuit breakers are known.
  • the circuit is interrupted automatically or manually, usually automatically when certain overcurrent, short-circuit or fault current conditions exist. After an interruption, these devices can be switched on again relatively quickly. Manual deactivation is also possible.
  • Miniature circuit breakers and circuit breakers refer to protective devices or circuit breakers that function in a similar way to a fuse. Miniature circuit breakers and circuit breakers monitor the current flowing through them by means of at least one conductor and interrupt the electrical current or energy flow to an energy sink or a consumer, which is referred to as tripping, if protection parameters, such as current limit values or current-time limit values, ie if a current value is present for a certain time period, are exceeded. The interruption takes place mechanically by opening contacts.
  • protection parameters such as current limit values or current-time limit values, ie if a current value is present for a certain time period
  • Residual current circuit breakers determine the total current in an electrical circuit, which is normally zero, and interrupt when a residual current value is exceeded, i.e. a non-zero current sum that exceeds a certain (differential) current value or fault current value, the electrical circuit. The interruption takes place here automatically.
  • Low voltage means voltages up to 1000 volts AC and / or 1500 volts DC. Low voltage means in particular voltages that are greater than the low voltage, with values of 50 volts AC and 120 volts DC.
  • the current values mentioned refer in particular to nominal and / or breaking currents, i.e. The maximum current that is normally conducted through the circuit or at which the electrical circuit is usually interrupted, for example by a switching device or a protective device or a protective switching device, such as a circuit breaker or circuit breaker.
  • the invention relates to switching devices with a disconnect function.
  • the separation function means a certain minimum distance or minimum air gap between the contacts of the switching device. This minimum air gap is essentially voltage-dependent. Other parameters are the pollution degree, the type of field (homogeneous, inhomogeneous), and the air pressure or the altitude above sea level.
  • the object of the present invention is to improve a switching device with a disconnecting function of the type mentioned at the outset, in particular to improve switching or to increase the number of possible switching operations or to increase the service life.
  • switching device for a multiple conductor on a low-voltage circuit, - with a housing, with connection contacts arranged on the housing for connecting conductors of the low-voltage circuit,
  • an electronic unit is provided which is connected in series to the mechanical unit on the current flow side,
  • auxiliary switch and the electronic unit are designed in such a way
  • high-impedance is meant a state in which only a current of negligible size flows.
  • high-resistance values of greater than 1 kiloohm, better than 10 kiloohm, 100 kiloohm, 1 megohm, 10 megohm,
  • the separation function is:
  • the isolating function is characterized by a minimum air gap of the opened isolating contacts in the OFF position (open position, opened contacts) depending on the rated impulse withstand voltage and the degree of contamination.
  • the minimum air gap is in particular between 0.01 mm and 14 mm.
  • the isolating function is characterized by a minimum air gap of the opened isolating contacts in the OFF position as a function of the measurement surge voltage resistance and the degree of contamination.
  • the minimum air gap is between 0.01 mm at 0.33 kV and 14 mm at 12 kV, in particular for pollution degree 1 and in particular for inhomogeneous fields.
  • the minimum air distance can have the following values: E DIN EN 60947-1 (VDE 0660-100): 2018-06
  • the pollution levels and field types correspond to those defined in the standards.
  • the mechanical unit has an operating lever or a manual, motorized, pneumatic or spring-loaded switching mechanism for actuating the isolating contacts to achieve the open or closed position (open or closed contacts).
  • the electronic unit (E) has a high resistance.
  • the mechanical unit is a mechanical unit of a switch disconnector.
  • the switching device is in particular a disconnector or switch disconnector.
  • the mechanical unit i.e. to the ON position, after closing the contacts the electronic unit has a low resistance.
  • low-resistance values mean resistance values that are less than 10 ohms, better less than 1 ohms, 100 milli-ohms, 10 milli-ohms, 1 milli-ohms, 100 micro-ohms, 10 micro-ohms, 1 micro-ohms, 100 nano-ohms, 10 nano-ohms, 1 nano-ohm or less.
  • the electronic unit is designed with semiconductors, in particular is a semiconductor switch, for example with bipolar transistors, field effect transistors, thyristors and / or isolated gate bipolar transistors (IGBT).
  • semiconductors in particular is a semiconductor switch, for example with bipolar transistors, field effect transistors, thyristors and / or isolated gate bipolar transistors (IGBT).
  • IGBT isolated gate bipolar transistors
  • the electronic unit is high-resistance with an opened mechanical unit.
  • the auxiliary switch is mechanically connected to the mechanical unit. Before the (mechanical) contacts open, an electrical contact of the auxiliary switch opens, so that an auxiliary electrical circuit connected to the electronic unit (and having the auxiliary switch) is opened, so that the electronic unit then reduces the electrical current of the conductors of the low-voltage circuit, in particular ideally interrupts. For example, by making it high-impedance. Alternatively, this can be done inversely by opening the auxiliary switch or generally by changing the contact, in particular also by a wiping contact.
  • the electronic unit is high-resistance when the contacts of the mechanical unit are open. After the contacts have been closed, the electrical contact of the auxiliary switch is closed, so that the electrical auxiliary circuit is closed, so that the electronic unit then becomes low-resistance, in particular ideally superconducting.
  • a switch which is connected to the electronic unit. Both are designed in such a way that the switch can be used to switch between the high-resistance and low-resistance state of the electronic unit;
  • the auxiliary switch has a sensor. This has the particular advantage that there is a simple implementation for an auxiliary switch.
  • the auxiliary switch is designed as a module that can be coupled to the mechanical unit.
  • the switching device is designed in such a way that, when the low-voltage circuit is in the de-energized state, the mechanical unit can always be moved to the OFF position by the
  • the switching device is designed in such a way that when the low-voltage circuit is de-energized and when the mechanical unit is in the OFF position when the power unit is switched to, the electronic unit remains high-resistance.
  • the electronic unit is designed such that when a current limit value of the low-voltage circuit is exceeded, the electronic unit changes to the high-resistance state. This has the particular advantage that both the electronic unit and the low-voltage circuit are protected.
  • the electronic unit is coupled to the mechanical unit in such a way that when the current limit value is exceeded and the electronic unit changes to the high-resistance state, the mechanical unit is brought into the OFF position in order to achieve the isolating function.
  • the drawing shows a figure.
  • the figure shows a schematic diagram of a novel switching device.
  • the figure shows a switching device SG according to the invention for a low-voltage circuit having several conductors LI, 12, L3.
  • the switching device SG has a housing GEH with terminals AK1, ..., AK6 for the conductors LI, L2, L3 of the low-voltage circuit.
  • the connection terminals are attached to the housing.
  • the example shows a three-phase AC circuit with a first conductor LI, a second conductor L2 and a third conductor L3.
  • a single-phase AC circuit with two conductors e.g. External and neutral conductors, or a three-phase AC circuit with one
  • Be neutral i.e. with 4 conductors.
  • the conductors LI, L2, L3 are connected on the input side, in particular on the energy source side, to an, in particular particularly exclusively, manually operated mechanical unit M which has contacts K1, K2, K3 for interrupting the conductors LI, L2, L3 ,
  • the contacts K1, K2, K3 can be opened and closed by an operating lever H, such as a manually operated handle, for example in the form of a toggle or lever, so that an opening and
  • a manual, motorized, pneumatic or spring-loaded switching mechanism can be provided to actuate the isolating contacts (Kl, K2, K3) to achieve the off or on position or to support it.
  • the conductors LI, L2, L3 are connected on the other hand, in particular on the energy sink side or on the consumer side, to an electronic unit E.
  • the switching device can be connected to energy sinks or energy sources but also the other way round (energy source to electronic unit, energy sink to mechanical unit).
  • the mechanical unit M is in turn connected to the electronic unit E, in particular the conductors LI, L2, L3 establish a connection. Electrically, there is a series connection of the mechanical unit and the electrical unit, which is implemented by means of the conductors.
  • an auxiliary switch A connected to the mechanical unit M is also provided, which in turn is connected to the electronic unit E, in particular
  • auxiliary circuit is electrically connected, for example by an auxiliary circuit.
  • the auxiliary switch A and the electronic unit E are designed such that when the mechanical unit M is opened before the contacts K are opened, during the opening of the contacts or after the contacts have opened, in particular shortly after the contacts have been opened, ie the isolating contacts are no longer in contact with each other, the electronic unit E becomes high-resistance. This means that the
  • the electronic unit (E) only becomes low-resistance after the contacts of the mechanical unit have been closed. Thus, it is switched on virtually without current or without load.
  • the electronic unit can be designed with semiconductors, in particular a semiconductor switch.
  • the electronic unit E can have a high resistance, so that a safe basic state is given, in particular when the mechanical unit is open.
  • the electronic unit E can contain a further overcurrent protection (or short-circuit protection) so that when a current limit value is exceeded or a current time period limit value is exceeded, ie a current value is present for a certain period of time, an interruption (reduction of the electrical current) or high impedance) of the circuit by the electronic unit E.
  • the invention can be designed in such a way that the auxiliary switch A is mechanically connected to the mechanical unit M that, before the contacts K open, an electrical contact of the auxiliary switch A opens, so that one connected to the electronic unit E and having the auxiliary switch electrical auxiliary circuit is opened, so that the electronic unit E then reduces the electrical current of the conductors LI, L2, L3 of the low-voltage circuit, in particular ideally interrupts.
  • the electronic unit E can have a high resistance when the contacts K of the mechanical unit. After the contacts K of the mechanical unit M have been closed, the electrical contact of the auxiliary switch A is closed, so that the auxiliary electrical circuit is closed, so that the electronic unit E then becomes low-resistance. In particular, it can ideally become superconducting or almost superconducting.
  • a switch S can be provided which is connected to the electronic unit E. Both are designed such that the switch can be used to switch between the high-resistance and low-resistance state of the electronic unit E. In particular, only when the mechanical unit M is closed. A switching function can thus be easily implemented, regardless of the isolating function.
  • the conductors LI, L2, L3 of the low-voltage circuit are electrically interrupted, with the opening process before, during or after, in particular the shortly after the galvanic interruption of the conductors LI, L2, L3, the current of the conductors LI, L2, L3 of the low voltage circuit is reduced, in particular ideally a current interruption.
  • an electronic unit connected in series For example, by an electronic unit connected in series.
  • the auxiliary switch can advantageously be designed as a module.
  • a further connection from the electronic unit to the mechanical unit can be provided in order to ensure a high impedance of the electronic unit as well as a triggering or OFF position or OFF state of the mechanical unit when a, in particular adjustable, current limit value is exceeded to achieve.
  • a very powerful switching device is available, in particular with an isolating function in accordance with the standard.
  • the invention can also be used very advantageously for switch disconnectors, protective switching devices or circuit breakers.
  • the new electronic switching device e.g. in the form of a circuit breaker or hybrid switchgear similar to a circuit breaker, but with an isolating function, is carried out with an electronically safe unit or switching electronics E, a mechanical unit or isolating mechanism M and auxiliary switch A.
  • the function of the switchgear with isolating function and a minimum switching category AC / DC xl (AC xO - de-energized switching, from AC xl - energized switching; x - stands for a number that defines the device category; according to series 60947), has an auxiliary switch A, for electrical locking gelation is used.
  • the electrical locking acts on the electronic unit E or electronics, which reduces or (quasi) interrupts the current flow before opening the mechanical contacts K. In the open position of the mechanical unit or OFF position, the electrical disconnection function is fulfilled by the disconnection mechanism / contacts K.
  • a user switches the separating mechanism from the closed or ON state / position towards the OFF state / position.
  • the leading auxiliary switch A triggers the electronic unit E or switching electronics, which reduces or (quasi) interrupts the current.
  • This new electronic switching device or switch disconnector is therefore switched mechanically and triggers electronics in the background to cause a power interruption. After opening the contacts, the disconnection function is given.
  • the electronic unit E is controlled by the mechanical unit M (e.g. today's switch disconnector). This is done e.g. in the course of an electrical lock.
  • the mechanical unit M e.g. today's switch disconnector
  • the control takes place here by a mechanically / electrically coupled signal, by rotation e.g. the handle H of the mechanical unit M to the electronic unit (switch ON or OFF). It is not controlled by an evaluation unit, as with a circuit breaker.
  • the operating lever or the handle can be closed or locked in an open state of the contacts, that is to say in the off state, for example by a lock.
  • a switch S can be provided which allows the electronic unit to become high-resistance / interruption of the electrical circuit, in particular in the ON position of the mechanical unit. No separation function is achieved here.
  • the separation function is basically formed by the mechanical unit M. In particular, at least air or creepage distances are achieved. Furthermore, a one-to-one switch position indicator for the isolating function is guaranteed by the handle.
  • the electronic unit is never live when the contacts of the mechanical unit are open, i.e. an OFF state is displayed.
  • the new electronic switching device in particular the new switch disconnector, is formed from an electronic unit E and a mechanical unit M, in particular their series connection.
  • the mechanical unit M is coupled to an auxiliary switch A which controls the electronic unit E, as a result of which an electrical locking is achieved.

Landscapes

  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Keying Circuit Devices (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

The invention relates to a switching device for a low-voltage electric circuit having a plurality of conductors, - comprising a housing having connection contacts arranged on the housing for connection of conductors of the low-voltage electric circuit, - comprising a mechanical unit situated in the housing having an isolating function and an OFF or IN position, which unit has isolating contacts for galvanically interrupting the conductors of the low-voltage electric circuit. An electronic unit is provided which is connected to the mechanical unit in series on the current flow side; an auxiliary switch connected to the mechanical unit is provided and is connected in turn to the electronic unit; and the auxiliary switch and the electronic unit are designed in such a way that the electronic unit is highly resistive during an opening process of the mechanical unit.

Description

Beschreibung description
Schaltgerät und Verfahren Switchgear and method
Die Erfindung betrifft ein Schaltgerät zur Unterbrechung ei nes mehrere Leiter aufweisenden Niederspannungsstromkreises nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren für ein Schaltgerät mit einer Trennfunktion nach dem Oberbe griff von Patentanspruch 19. The invention relates to a switching device for interrupting egg nes multiple conductors low-voltage circuit according to the preamble of claim 1 and a method for a switching device with a disconnect function according to the Oberbe handle of claim 19.
Trennschalter bzw. Lasttrennschalter sind allgemein bekannt. Disconnectors or switch disconnectors are generally known.
Trenner bzw. Trennschalter sind elektrische Betätigungssyste me, welche zum lastfreien (stromlosen) elektrischen Trennen von elektrischen Niederspannungsstromkreisen bzw. -anlagen (teilen) ausgebildet sind. Ein elektrisches Trennen unter Last ist mittels herkömmlicher Trenner nicht bzw. nur einge schränkt möglich und kann aufgrund eines beim Trennen entste henden Lichtbogens zur Zerstörung des Trenners führen. Disconnectors or disconnectors are electrical actuation systems that are designed for the load-free (de-energized) electrical disconnection of electrical low-voltage circuits or systems (parts). Electrical disconnection under load is not possible or only possible to a limited extent using conventional disconnectors and can lead to the destruction of the disconnector due to an arc that occurs during disconnection.
Lasttrenner bzw. Lasttrennschalter sind elektrische Betäti gungssysteme, welche zum elektrischen Trennen von elektri schen Niederspannungsstromkreisen bzw. -anlagen (teilen) unter Last ausgebildet sind. Hierfür weisen Lasttrenner beispiels weise eine Lichtbogenlöschvorrichtung auf, mittels welcher ein beim elektrischen Trennen unter Last entstehender Licht bogen von Schaltelementen des Lasttrenners wegführbar und in einem hitzebeständigen Abschnitt der Lichtbogenlöschvorrich tung, wie z.B. einer Lichtbogenlöschkammer, löschbar ist. Auf diese Weise wird eine durch den Lichtbogen verursachte ther mische Überbelastung sensibler Komponenten des Lasttrenners vermieden . Switch disconnectors or switch disconnectors are electrical actuation systems which are designed for the electrical separation of electrical low-voltage circuits or systems (parts) under load. For this purpose, load disconnectors have, for example, an arc extinguishing device, by means of which an arc which arises during electrical separation under load can be guided away from switching elements of the load disconnector and in a heat-resistant section of the arc extinguishing device, such as e.g. an arc quenching chamber, is quenchable. In this way, thermal overloading of sensitive components of the load disconnector caused by the arc is avoided.
Eine besondere Ausführungsform von Trennern bzw. Lasttrennern sind sicherungsbehaftete Lasttrenner, wie Sicherungslasttren ner bzw. Sicherungslasttrennschalter. Sicherungslasttrenner sind Lasttrenner, welche eine elektrische Sicherung aufwei- sen, wie eine Schmelzsicherung, beispielsweise eine so ge nannte NH-Sicherung . A special embodiment of disconnectors or switch disconnectors are fuse-operated switch disconnectors, such as fuse switch disconnectors or fuse switch disconnectors. Fuse switch disconnectors are load disconnectors that have an electrical fuse. sen, such as a fuse, for example a so-called NH fuse.
Üblicherweise werden Trennschalter bzw. Lasttrennschalter ma nuell betätigt, beispielweise durch eine Handhabe, z.B. in Form eines Knebels oder Hebels, die Kontakte des Stromkreises öffnen, so dass eine galvanische Trennung, insbesondere mit einer Trennstrecke bzw. Schutzstrecke, realisiert wird. Disconnectors or switch disconnectors are usually operated manually, for example by a handle, e.g. In the form of a toggle or lever, the contacts of the circuit open, so that a galvanic separation, in particular with a separation section or protective section, is realized.
Eine Unterbrechung bei Kurzschlüssen, insbesondere eine wie derholte, ist bei Trennschaltern bzw. Lasttrennschaltern nicht vorgesehen. Gleichwohl kann ist eine Einschaltung auf einen Kurzschluss bei Trennschaltern bzw. Lasttrennschaltern erlaubt . An interruption in the event of short circuits, in particular one repeated, is not provided for disconnectors or switch disconnectors. Switching on to a short circuit for disconnectors or switch disconnectors is nevertheless permitted.
Auch bei Sicherungstrennschaltern bzw. Sicherungslasttrenn schaltern ist grundsätzlich nur eine manuelle Unterbrechung vorgesehen, die Sicherung dient nur als zusätzlicher Schutz für Extremsituationen. Üblicherweise muss bei Sicherungslast trennschalter auch erst die Sicherung gewechselt werden, ehe der Niederspannungsstromkreis bzw. die Anlage wieder mit Energie versorgt werden kann. Even with fuse disconnectors or fuse switch disconnectors, only a manual interruption is basically provided, the fuse only serves as additional protection for extreme situations. With fuse switch disconnectors, the fuse usually has to be changed before the low-voltage circuit or the system can be supplied with energy again.
Im Gegensatz dazu sind Leistungsschalter, Leitungsschutz schalter bzw. Fehlerstromschutzschalter bekannt. Die Unter brechung des Stromkreises erfolgt hierbei automatisch oder manuell, in der Regel automatisch bei vorliegen bestimmter Überstrom-, Kurzschluss- oder Fehlerstrombedingungen. Nach einer Unterbrechung können diese Geräte wieder, relativ schnell, eingeschaltet werden. Eine manuelle Ausschaltung ist ebenfalls möglich. In contrast, circuit breakers, circuit breakers or residual current circuit breakers are known. The circuit is interrupted automatically or manually, usually automatically when certain overcurrent, short-circuit or fault current conditions exist. After an interruption, these devices can be switched on again relatively quickly. Manual deactivation is also possible.
Mit Leitungsschutzschalter und Leistungsschalter sind Schutz geräte bzw. Schutzschaltgeräte gemeint, die ähnlich wie eine Sicherung funktionieren. Leitungsschutzschalter und Leis tungsschalter überwachen den durch sie mittels mindestens ei nes Leiters hindurchfließenden Strom und unterbrechen den elektrischen Strom bzw. Energiefluss zu einer Energiesenke bzw. einem Verbraucher, was als Auslösung bezeichnet wird, wenn Schutzparameter, wie Stromgrenzwerte oder Strom-Zeit spannengrenzwerte, d.h. wenn ein Stromwert für eine gewisse Zeitspanne vorliegt, überschritten werden. Die Unterbrechung erfolgt hierbei auf mechanischem Wege durch Öffnung von Kon takten . Miniature circuit breakers and circuit breakers refer to protective devices or circuit breakers that function in a similar way to a fuse. Miniature circuit breakers and circuit breakers monitor the current flowing through them by means of at least one conductor and interrupt the electrical current or energy flow to an energy sink or a consumer, which is referred to as tripping, if protection parameters, such as current limit values or current-time limit values, ie if a current value is present for a certain time period, are exceeded. The interruption takes place mechanically by opening contacts.
Fehlerstromschutzschalter ermitteln die Stromsumme in einem elektrischen Stromkreis, die im Normalfall null ist, und un terbrechen bei Überschreiten eines Differenzstromwertes, d.h. einer Stromsumme von ungleich null, die einen bestimmten (Differenz- ) Stromwert respektive Fehlerstromwert übersteigt, den elektrischen Stromkreis. Die Unterbrechung erfolgt hier bei automatisch. Residual current circuit breakers determine the total current in an electrical circuit, which is normally zero, and interrupt when a residual current value is exceeded, i.e. a non-zero current sum that exceeds a certain (differential) current value or fault current value, the electrical circuit. The interruption takes place here automatically.
Mit Niederspannung sind Spannungen bis 1000 Volt Wechselspan nung oder/und 1500 Volt Gleichspannung gemeint. Mit Nieder spannung sind insbesondere Spannungen gemeint, die größer als die Kleinspannung, mit Werten 50 Volt Wechselspannung sowie 120 Volt Gleichspannung sind. Low voltage means voltages up to 1000 volts AC and / or 1500 volts DC. Low voltage means in particular voltages that are greater than the low voltage, with values of 50 volts AC and 120 volts DC.
Mit Stromkreisen, insbesondere für Niederspannung, sind With circuits, especially for low voltage, are
Stromkreise für Ströme bis zu 6300 Ampere gemeint, spezieller Ströme bis zu 1600 Ampere, 1200 Ampere, 630 Ampere, 125 Am pere, 80 Ampere, 63 Ampere, 40 Ampere, 25 Ampere oder 16 Am pere. Mit den genannten Stromwerten sind insbesondere Nenn oder/und Abschaltströme gemeint, d.h. der Strom der im Nor malfall maximal über den Stromkreis geführt wird bzw. bei de nen der elektrische Stromkreis üblicherweise unterbrochen wird, beispielsweise durch ein Schaltgerät oder eine Schutz einrichtung bzw. ein Schutzschaltgerät, wie einen Leistungs schalter oder Leitungsschutzschalter. Circuits for currents up to 6300 amps, special currents up to 1600 amps, 1200 amps, 630 amps, 125 amps, 80 amps, 63 amps, 40 amps, 25 amps or 16 amps. The current values mentioned refer in particular to nominal and / or breaking currents, i.e. The maximum current that is normally conducted through the circuit or at which the electrical circuit is usually interrupted, for example by a switching device or a protective device or a protective switching device, such as a circuit breaker or circuit breaker.
Die Erfindung bezieht sich auf Schaltgeräte mit einer Trenn funktion. Mit Trennfunktion ist ein gewisser Mindestabstand bzw. Mindestluftstrecke zwischen den Kontakten des Schaltge rätes gemeint. Diese Mindestluftstrecke ist im Wesentlichen spannungsabhängig. Weitere Parameter sind der Verschmutzungs- grad, die Art des Feldes (homogen, inhomogen) , und der Luft druck bzw. die Höhe über Normalnull. The invention relates to switching devices with a disconnect function. The separation function means a certain minimum distance or minimum air gap between the contacts of the switching device. This minimum air gap is essentially voltage-dependent. Other parameters are the pollution degree, the type of field (homogeneous, inhomogeneous), and the air pressure or the altitude above sea level.
Für diese Mindestluftstrecken bzw. Kriechstrecken gibt es entsprechende Vorschriften bzw. Normen. Diese Vorschriften geben beispielsweise bei Luft für eine Stoßspannungsfestig keit die Mindestluftstrecke für ein inhomogenes und ein homo genes (ideales) elektrisches Feld in Abhängigkeit vom Ver schmutzungsgrad an. Die Stoßspannungsfestigkeit ist die Fes tigkeit beim Anlegen einer entsprechenden Stoßspannung. Nur bei Vorliegen dieser Mindestlänge (Mindeststrecke) weist das Schaltgerät bzw. die Schalteinrichtung eine Trennfunktion (Trennereigenschaft) auf. There are corresponding regulations or standards for these minimum clearances or creepage distances. In the case of air for an impulse withstand voltage, these regulations specify, for example, the minimum air gap for an inhomogeneous and a homogeneous (ideal) electrical field depending on the degree of contamination. The surge voltage resistance is the strength when applying a corresponding surge voltage. Only when this minimum length (minimum distance) is present does the switching device or the switching device have an isolating function (isolating property).
Im Sinne der Erfindung sind hierbei für die Trennerfunktion und deren Eigenschaften der Normenreihe DIN EN 60947 bzw. IEC 60947 einschlägig, auf die hier durch Referenz Bezug genommen wird . For the purposes of the invention, the isolator function and its properties of the series of standards DIN EN 60947 and IEC 60947 are relevant, to which reference is made here.
Insbesondere beim Schalten, d.h. insbesondere beim Öffnen, besteht das Problem, dass bei hohen Strömen große Lichtbögen entstehen und die Schalter entsprechend robust bzw. groß di mensioniert werden müssen. Die Anzahl der Unterbrechungen bei hohen Strömen ist begrenzt. Especially when switching, i.e. especially when opening, there is the problem that large arcs occur at high currents and the switches have to be appropriately robust or large-sized. The number of interruptions at high currents is limited.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Schaltgerät mit Trennfunktion der eingangs genannten Art zu verbessern, insbesondere das Schalten zu verbessern bzw. die Anzahl der möglichen Schaltvorgänge bzw. die Lebensdauer zu erhöhen. The object of the present invention is to improve a switching device with a disconnecting function of the type mentioned at the outset, in particular to improve switching or to increase the number of possible switching operations or to increase the service life.
Diese Aufgabe wird durch ein Schaltgerät mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. ein Verfahren für ein Schaltgerät gemäß Patentanspruch 19 gelöst. This object is achieved by a switching device with the features of claim 1 and a method for a switching device according to claim 19.
Erfindungsgemäß ist Schaltgerät für einen mehrere Leiter auf weisenden Niederspannungsstromkreis vorgesehen, - mit einem Gehäuse, mit am Gehäuse angeordneten Anschluss kontakten zum Anschluss von Leitern des Niederspannungsstrom kreises, According to the invention, switching device is provided for a multiple conductor on a low-voltage circuit, - with a housing, with connection contacts arranged on the housing for connecting conductors of the low-voltage circuit,
- mit einer im Gehäuse befindlichen mechanischen Einheit mit einer Trennfunktion und einer AUS- oder EIN-Stellung (Geöff net oder Geschlossen) , die Trennkontakte zur galvanischen Un terbrechung der Leiter des Niederspannungsstromkreises auf weist (d.h. die Trennkontakte respektive Schaltkontakte sind geöffnet oder geschlossen) .  - With a mechanical unit in the housing with a disconnecting function and an OFF or ON position (open or closed), which has isolating contacts for galvanic interruption of the conductors of the low-voltage circuit (i.e. the isolating contacts or switching contacts are open or closed).
Erfindungsgemäß ist eine elektronische Einheit vorgesehen, die stromflussseitig in Serie zur mechanischen Einheit ge schaltet ist, According to the invention, an electronic unit is provided which is connected in series to the mechanical unit on the current flow side,
dass ein mit der mechanischen Einheit verbundener Hilfsschal ter vorgesehen ist, der wiederum mit der elektronischen Ein heit verbunden ist, that an auxiliary switch connected to the mechanical unit is provided, which in turn is connected to the electronic unit,
dass der Hilfsschalter und die elektronische Einheit derart ausgestaltet sind, that the auxiliary switch and the electronic unit are designed in such a way
dass bei einem Öffnungsvorgang der mechanischen Einheit die elektronische Einheit hochohmig wird. that the electronic unit becomes high-resistance when the mechanical unit is opened.
Mit hochohmig ist ein Zustand gemeint, bei dem nur noch ein Strom vernachlässigbarer Größe fließt. Insbesondere sind mit hochohmig Widerstandswerte von größer als 1 Kiloohm, besser größer als 10 Kiloohm, 100 Kiloohm, 1 Megaohm, 10 Megaohm,By high-impedance is meant a state in which only a current of negligible size flows. In particular, high-resistance values of greater than 1 kiloohm, better than 10 kiloohm, 100 kiloohm, 1 megohm, 10 megohm,
100 Megaohm, 1 Gigaohm, 10 Gigaohm, 100 Gigaohm, 1 Teraohm oder größer gemeint. 100 Megaohm, 1 Gigaohm, 10 Gigaohm, 100 Gigaohm, 1 Teraohm or greater.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Höhe des elektri schen Stromes des Niederspannungsstromkreises bei einem Schaltvorgang stark reduziert wird, so dass annähernd leis tungslos bzw. idealerweise leistungsfrei geschaltet werden kann. Dadurch können Schaltlichtbögen vermieden werden, die mechanischen Kontakte werden weniger belastet. Dadurch kann die Anzahl der möglichen Schaltvorgänge bzw. die Lebensdauer stark erhöht werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen angegeben. This has the particular advantage that the level of the electrical current of the low-voltage circuit is greatly reduced during a switching operation, so that switching can take place virtually without power or ideally without power. Switching arcs can thus be avoided and the mechanical contacts are less stressed. This can greatly increase the number of possible switching operations or the service life. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Trennfunktion durch: In an advantageous embodiment of the invention, the separation function is:
- eine Sichtbarkeit der Trennkontakte in der AUS-Stellung, insbesondere durch einen transparenten Teil des Gehäuses, oder  - Visibility of the isolating contacts in the OFF position, in particular through a transparent part of the housing, or
- eine, insbesondere eineindeutige, Anzeige der Lage der Trennkontakte, insbesondere durch einen Bedienhebel, eine Schaltstellungsanzeige oder eine Anzeigeeinrichtung, gekenn zeichnet .  - One, in particular unambiguous, display of the position of the isolating contacts, in particular marked by an operating lever, a switch position indicator or a display device.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine klare Erkennung der Trennfunktion gegeben ist. This has the particular advantage that the separation function is clearly identified.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Trennfunktion durch eine Mindestluftstrecke der geöffneten Trennkontakte in der AUS-Stellung (Geöffnet Stellung, geöff nete Kontakte) in Abhängigkeit von der Bemessungsstoßspan nungsfestigkeit und dem Verschmutzungsgrad gekennzeichnet ist. Die die Mindestluftstrecke beträgt insbesondere zwischen 0,01 mm und 14 mm. In an advantageous embodiment of the invention, the isolating function is characterized by a minimum air gap of the opened isolating contacts in the OFF position (open position, opened contacts) depending on the rated impulse withstand voltage and the degree of contamination. The minimum air gap is in particular between 0.01 mm and 14 mm.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache Realisie rung der Mindestluftstrecke vorliegt. This has the particular advantage that there is a simple implementation of the minimum air gap.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Trennfunktion durch eine Mindestluftstrecke der geöffneten Trennkontakte in der AUS-Stellung in Abhängigkeit von der Be messungsstoßspannungsfestigkeit und dem Verschmutzungsgrad gekennzeichnet. Die Mindestluftstrecke liegt zwischen 0,01 mm bei 0,33 kV und 14 mm bei 12 kV, insbesondere für Verschmut zungsgrad 1 sowie insbesondere für inhomogene Felder. In an advantageous embodiment of the invention, the isolating function is characterized by a minimum air gap of the opened isolating contacts in the OFF position as a function of the measurement surge voltage resistance and the degree of contamination. The minimum air gap is between 0.01 mm at 0.33 kV and 14 mm at 12 kV, in particular for pollution degree 1 and in particular for inhomogeneous fields.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung kann die Mindestluft strecke die folgenden Werte aufweisen: E DIN EN 60947-1 (VDE 0660-100): 2018-06 In an advantageous embodiment, the minimum air distance can have the following values: E DIN EN 60947-1 (VDE 0660-100): 2018-06
Tabelle 13 - Mindestluftstrecken Table 13 - Minimum clearances
Die Verschmutzungsgrade und Feldarten entsprechen den in den Normen definierten. The pollution levels and field types correspond to those defined in the standards.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein entsprechend Bemes sungsstoßspannungsfestigkeit dimensioniertes normgerechtes Schaltgerät vorliegt. This has the particular advantage that there is a standardized switching device that is dimensioned according to the rated impulse withstand voltage.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die mechanische Einheit einen Bedienhebel oder eine manuell, mo torisch, pneumatisch oder durch Federspeicher angetriebene Schaltmechanik auf, zur Betätigung der Trennkontakte zur Er- zielung der Aus- oder EIN-Stellung (geöffnete oder geschlos sene Kontakte) . In an advantageous embodiment of the invention, the mechanical unit has an operating lever or a manual, motorized, pneumatic or spring-loaded switching mechanism for actuating the isolating contacts to achieve the open or closed position (open or closed contacts).
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine besonders einfache Möglichkeit zur Betätigung der mechanischen Einheit gegeben ist bzw. eine einfache Realisierung für den mechanischen Schaltvorgang . This has the particular advantage that there is a particularly simple way of actuating the mechanical unit is or a simple implementation for the mechanical switching process.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Öffnungsvorgang der mechanischen Einheit (M) : In an advantageous embodiment of the invention, when the mechanical unit (M) is opened:
a) vor dem Öffnen der Kontakte (K) , a) before opening the contacts (K),
b) während des Öffnens der Kontakte (K) oder b) during the opening of the contacts (K) or
c) nach dem Öffnen der Kontakte (K) c) after opening the contacts (K)
die elektronische Einheit (E) hochohmig. the electronic unit (E) has a high resistance.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass insbesondere bei einer Hochohmigkeit vor dem Öffnen der Kontakte die Schaltleistung stark minimiert wird. Aber auch während oder nach dem Öffnen kann die Schaltleistung verringert bzw. ein Lichtbogen ge löscht werden, insbesondere im Gleichspannungsfall.  This has the particular advantage that the switching capacity is greatly minimized, especially when there is a high resistance before the contacts open. But even during or after opening, the switching capacity can be reduced or an arc can be extinguished, especially in the case of DC voltage.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die mechanische Einheit eine mechanische Einheit eines Lasttrenn schalters ist. Das Schaltgerät ist insbesondere ein Trenn schalter oder Lasttrennschalter. In an advantageous embodiment of the invention, the mechanical unit is a mechanical unit of a switch disconnector. The switching device is in particular a disconnector or switch disconnector.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass hier das Schalten be sonders stark verbessert werden kann, da quasi leistungslos geschaltet werden kann, insbesondere bei einer Hochohmigkeit kurz vor dem Öffnen der Kontakte. Die Betätigung des Bedien hebels bzw. Schalthebels, der durch eine motorisch, pneumati sche oder durch Federspeicher angetriebene Schaltmechanik un terstützt sein kann, bewirkt hier eine (insbesondere aus schließliche) Steuerung der elektronischen Einheit, die die Höhe des Stromes vermindert. This has the particular advantage that switching can be particularly greatly improved here, since it is possible to switch virtually without power, especially in the case of high impedance shortly before the contacts open. The actuation of the operating lever or shift lever, which can be supported by a motor-driven, pneumatic or spring-loaded switching mechanism, causes here (in particular the final) control of the electronic unit, which reduces the amount of current.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird bei einem Schließvorgang der mechanischen Einheit, d.h. zur EIN- Stellung, nach dem Schließen der Kontakte die elektronische Einheit niederohmig. In an advantageous embodiment of the invention, the mechanical unit, i.e. to the ON position, after closing the contacts the electronic unit has a low resistance.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass auch ein Einschalten eines Lasttrennschalters quasi leistungslos bzw. idealerweise leistungslos erfolgt. Mit niederohmig ist ein Zustand gemeint, bei dem der auf dem Lasttrennschalter angegebene Stromwert fließen könnte. This has the particular advantage that a switch-disconnector is also switched on virtually without power or ideally without power. Low-resistance means a state in which the current value specified on the switch disconnector could flow.
Insbesondere sind mit niederohmig Widerstandswerte gemeint, die kleiner als 10 Ohm, besser kleiner als 1 Ohm, 100 Milli ohm, 10 Milliohm, 1 Milliohm, 100 Mikroohm, 10 Mikroohm, 1 Mikroohm, 100 Nanoohm, 10 Nanoohm, 1 Nanoohm oder kleiner sind . In particular, low-resistance values mean resistance values that are less than 10 ohms, better less than 1 ohms, 100 milli-ohms, 10 milli-ohms, 1 milli-ohms, 100 micro-ohms, 10 micro-ohms, 1 micro-ohms, 100 nano-ohms, 10 nano-ohms, 1 nano-ohm or less.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Einheit mit Halbleitern ausgeführt, insbesonde re ein Halbleiterschalter ist, beispielsweise mit Bipolar transistoren, Feldeffekttranistoren, Thyristoren oder/und Isolated Gate Bipolartransistoren (IGBT). In an advantageous embodiment of the invention, the electronic unit is designed with semiconductors, in particular is a semiconductor switch, for example with bipolar transistors, field effect transistors, thyristors and / or isolated gate bipolar transistors (IGBT).
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache Realisie rung einer elektronischen Einheit ermöglicht wird. This has the particular advantage that a simple realization of an electronic unit is made possible.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei einer geöffneten mechanischen Einheit die elektronische Ein heit hochohmig. In an advantageous embodiment of the invention, the electronic unit is high-resistance with an opened mechanical unit.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass im Grundzustand die elektrische Einheit hochohmig ist, wodurch der Stromfluss re duziert bzw. unterbrochen ist, so dass quasi leistungslos ge schaltet, insbesondere eingeschaltet werden kann. This has the particular advantage that, in the basic state, the electrical unit is high-impedance, as a result of which the current flow is reduced or interrupted, so that it can be switched off, in particular switched on, virtually without power.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hilfsschalter mechanisch mit der mechanischen Einheit verbun den. Vor dem Öffnen der (mechanischen) Kontakte öffnet ein elektrischer Kontakt des Hilfsschalters, so dass ein mit der elektronischen Einheit verbundener (und den Hilfsschalter aufweisender) elektrischer Hilfsstromkreis geöffnet wird, so dass die elektronische Einheit daraufhin den elektrischen Strom der Leiter des Niederspannungsstromkreises reduziert, insbesondere idealerweise unterbricht. Beispielsweise in dem sie hochohmig wird. Alternativ kann dies invers durch ein Öffnen des Hilfsschal ters bzw. allgemein durch einen Kontaktwechsel erfolgen, ins besondere auch durch einen Wischkontakt. In an advantageous embodiment of the invention, the auxiliary switch is mechanically connected to the mechanical unit. Before the (mechanical) contacts open, an electrical contact of the auxiliary switch opens, so that an auxiliary electrical circuit connected to the electronic unit (and having the auxiliary switch) is opened, so that the electronic unit then reduces the electrical current of the conductors of the low-voltage circuit, in particular ideally interrupts. For example, by making it high-impedance. Alternatively, this can be done inversely by opening the auxiliary switch or generally by changing the contact, in particular also by a wiping contact.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache Realisie rung für die Ansteuerung der elektronischen Einheit gegeben ist . This has the particular advantage that there is a simple implementation for controlling the electronic unit.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist bei geöffneten Kontakten der mechanischen Einheit die elektroni sche Einheit hochohmig. Nach dem Schließen der Kontakte wird der elektrische Kontakt des Hilfsschalters geschlossen, so dass der elektrische Hilfsstromkreis geschlossen wird, so dass die elektronische Einheit daraufhin niederohmig, insbe sondere idealerweise supraleitend, wird. In an advantageous embodiment of the invention, the electronic unit is high-resistance when the contacts of the mechanical unit are open. After the contacts have been closed, the electrical contact of the auxiliary switch is closed, so that the electrical auxiliary circuit is closed, so that the electronic unit then becomes low-resistance, in particular ideally superconducting.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache Realisie rung für die Ansteuerung der elektronischen Einheit bei einem Einschaltvorgang gegeben ist. This has the particular advantage that there is a simple implementation for controlling the electronic unit during a switch-on process.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist ein Schalter vorgesehen, der mit der elektronischen Einheit ver bunden ist. Beide sind derart ausgestaltet, dass mit dem Schalter zwischen hochohmigen und niederohmigen Zustand der elektronischen Einheit umgeschaltet werden kann; In an advantageous embodiment of the invention, a switch is provided which is connected to the electronic unit. Both are designed in such a way that the switch can be used to switch between the high-resistance and low-resistance state of the electronic unit;
insbesondere nur bei geschlossenem Zustand der mechanischen Einheit . especially only when the mechanical unit is closed.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass neben der mechanischen Unterbrechung auch eine - davon unabhängige - elektronische Unterbrechung des Niederspannungsstromkreises ermöglicht wird, was eine weitere Funktionalität eines neuartigen Lastt rennschalters zur Verfügung stellt. Hiermit wird allerdings keine Trennfunktion im Sinne einer galvanischen Trennung er reicht, aber dennoch eine neue praktische Funktionalität. This has the particular advantage that, in addition to the mechanical interruption, an electronic interruption of the low-voltage circuit, which is independent of it, is also made possible, which provides a further functionality of a new circuit breaker. With this, however, no isolation function in the sense of a galvanic isolation is sufficient, but nevertheless a new practical functionality.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Hilfsschalter einen Sensor auf. Dies hat den besonderen Vorteil, dass eine einfache Realisie rung für einen Hilfsschalter gegeben ist. In an advantageous embodiment of the invention, the auxiliary switch has a sensor. This has the particular advantage that there is a simple implementation for an auxiliary switch.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Hilfsschalter als Modul ausgeführt, das an die mechanische Einheit ankoppelbar ist. In an advantageous embodiment of the invention, the auxiliary switch is designed as a module that can be coupled to the mechanical unit.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein modularer Aufbau gegeben ist und gegebenenfalls vorhandene Schaltgeräte nach gerüstet werden können. This has the particular advantage that there is a modular structure and that existing switching devices can be retrofitted.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltgerät derart ausgestaltet, dass im spannungslosen Zu stand des Niederspannungsstromkreises die mechanische Einheit immer in die AUS-Stellung überführt werden kann, um die In an advantageous embodiment of the invention, the switching device is designed in such a way that, when the low-voltage circuit is in the de-energized state, the mechanical unit can always be moved to the OFF position by the
Trennfunktion zu realisieren. Realize separation function.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein besonders sicheres elektronisches Schaltgerät gegeben ist, das immer in den Aus- Zustand mit Trennfunktion überführt wird. This has the particular advantage that there is a particularly safe electronic switching device that is always switched to the off state with the isolating function.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Schaltgerät derart ausgestaltet, dass im spannungslosen Zu stand des Niederspannungsstromkreises und in AUS-Stellung der mechanischen Einheit bei Wechsel zum spannungsanliegenden Zu stand die elektronische Einheit hochohmig bleibt. In an advantageous embodiment of the invention, the switching device is designed in such a way that when the low-voltage circuit is de-energized and when the mechanical unit is in the OFF position when the power unit is switched to, the electronic unit remains high-resistance.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass ein besonders sicheres Schaltgerät gegeben ist, das in einem solchen Fall einen mög licherweise unbeabsichtigten Stromfluss verhindert. This has the particular advantage that a particularly safe switching device is provided, which prevents a possibly unintentional current flow in such a case.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Einheit derart ausgestaltet, dass bei Über schreitung eines Stromgrenzwertes des Niederspannungsstrom kreises die elektronische Einheit in den hochohmigen Zustand wechselt . Dies hat den besonderen Vorteil, dass sowohl ein Schutz der elektronischen Einheit als auch des Niederspannungsstromkrei ses gegeben ist. In an advantageous embodiment of the invention, the electronic unit is designed such that when a current limit value of the low-voltage circuit is exceeded, the electronic unit changes to the high-resistance state. This has the particular advantage that both the electronic unit and the low-voltage circuit are protected.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die elektronische Einheit mit der mechanischen Einheit derart ge koppelt, dass bei Überschreitung des Stromgrenzwertes und Wechsel der elektronischen Einheit in den hochohmigen Zustand die mechanische Einheit in die AUS-Stellung gebracht wird, zur Erzielung der Trennfunktion. In an advantageous embodiment of the invention, the electronic unit is coupled to the mechanical unit in such a way that when the current limit value is exceeded and the electronic unit changes to the high-resistance state, the mechanical unit is brought into the OFF position in order to achieve the isolating function.
Dies hat den besonderen Vorteil, dass neben dem Schutz der elektronischen Einheit und des Niederspannungsstromkreises auch eine Trennfunktion gemäß Norm gegeben ist. Somit liegt ein sehr leistungsstarkes neuartiges Schalt- und Schutzgerät vor . This has the particular advantage that, in addition to protecting the electronic unit and the low-voltage circuit, there is also a disconnect function in accordance with the standard. Thus, a very powerful new type of switching and protection device is available.
Erfindungsgemäß wird ferner ein korrespondierendes Verfahren für einen Schaltgerät beansprucht. According to the invention, a corresponding method for a switching device is also claimed.
Alle Ausgestaltungen, sowohl in abhängiger Form rückbezogen auf den Patentanspruch 1 bzw. 19, als auch rückbezogen ledig lich auf einzelne Merkmale oder Merkmalskombinationen von Pa tentansprüchen, bewirken eine Verbesserung eines Schaltgerä tes, insbesondere um die Anzahl der möglichen Schaltvorgänge bzw. die Lebensdauer zu erhöhen. All configurations, both in a dependent form with reference to claims 1 and 19, as well as only with reference to individual features or combinations of features of patent claims, bring about an improvement in a switching device, in particular in order to increase the number of possible switching operations or to increase the service life ,
Die beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels, die im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden. The described properties, features and advantages of this invention and the manner in which they are achieved will become clearer and more clearly understandable in connection with the following description of the exemplary embodiment, which are explained in more detail in connection with the drawing.
Dabei zeigt die Zeichnung eine Figur. Die Figur FIG zeigt ei ne Prinzip-Darstellung eines neuartigen Schaltgerätes. Die Figur zeigt einen erfindungsgemäßen Schaltgerätes SG für einen mehrere Leiter LI, 12, L3 aufweisenden Niederspannungs stromkreis . The drawing shows a figure. The figure FIG shows a schematic diagram of a novel switching device. The figure shows a switching device SG according to the invention for a low-voltage circuit having several conductors LI, 12, L3.
Das Schaltgerät SG weist ein Gehäuse GEH mit Anschlussklemmen AK1, ..., AK6 für die Leiter LI, L2, L3 des Niederspannungs stromkreises auf. Die Anschlussklemmen sind am Gehäuse ange bracht . The switching device SG has a housing GEH with terminals AK1, ..., AK6 for the conductors LI, L2, L3 of the low-voltage circuit. The connection terminals are attached to the housing.
Im Beispiel ist ein Dreiphasenwechselstromkreis mit einem ersten Leiter LI, einem zweiten Leiter L2 und einen dritten Leiter L3 dargestellt. Es kann aber z.B. auch ein Einphasen wechselstromkreis mit zwei Leitern, z.B. Außen- und Neutral leiter, oder ein Dreiphasenwechselstromkreis mit einem The example shows a three-phase AC circuit with a first conductor LI, a second conductor L2 and a third conductor L3. However, e.g. also a single-phase AC circuit with two conductors, e.g. External and neutral conductors, or a three-phase AC circuit with one
Neutralleiter sein, also mit 4 Leitern. Be neutral, i.e. with 4 conductors.
In einer Ausgestaltung sind die Leiter LI, L2, L3 eingangs seitig, insbesondere energiequellenseitig, mit einer, insbe sondere ausschließlich, manuell zu betätigenden mechanischen Einheit M verbunden, die Kontakte Kl, K2, K3 zur Unterbre chung der Leiter LI, L2, L3 aufweist. Die Kontakte Kl, K2 , K3 sind durch einen Bedienhebel H, wie eine manuell zu betäti gende Handhabe, beispielsweise in Form eines Knebels oder He bels, öffenbar und schließbar, so dass eine Öffnung und In one embodiment, the conductors LI, L2, L3 are connected on the input side, in particular on the energy source side, to an, in particular particularly exclusively, manually operated mechanical unit M which has contacts K1, K2, K3 for interrupting the conductors LI, L2, L3 , The contacts K1, K2, K3 can be opened and closed by an operating lever H, such as a manually operated handle, for example in the form of a toggle or lever, so that an opening and
Schließung der Kontakte Kl, K2, K3 für die Leiter LI, L2, L3 des Niederspannungsstromkreises gegeben ist. Mit der mechani schen Einheit M wird insbesondere eine galvanische Trennfunk tion realisiert, beispielsweise gemäß Norm IEC 60947. Closure of contacts Kl, K2, K3 for the conductors LI, L2, L3 of the low-voltage circuit is given. With the mechanical unit M in particular a galvanic isolation function is realized, for example in accordance with the IEC 60947 standard.
Alternativ oder zusätzlich kann eine manuelle, motorische, pneumatische oder durch Federspeicher angetriebene Schaltme chanik vorgesehen sein, zur Betätigung der Trennkontakte (Kl, K2, K3) zur Erzielung der Aus- oder EIN-Stellung bzw. deren Unterstützung . Alternatively or additionally, a manual, motorized, pneumatic or spring-loaded switching mechanism can be provided to actuate the isolating contacts (Kl, K2, K3) to achieve the off or on position or to support it.
Die Leiter LI, L2, L3 sind in dieser Ausgestaltung anderer seits, insbesondere energiesenkenseitig bzw. verbrauchersei tig, mit einer elektronischen Einheit E verbunden. Das Schaltgerät kann Energiesenken bzw. Energiequellenseitig aber auch andersherum angeschlossen sein (Energiequelle an elektronischer Einheit, Energiesenke an mechanischer Ein heit) . In this embodiment, the conductors LI, L2, L3 are connected on the other hand, in particular on the energy sink side or on the consumer side, to an electronic unit E. The switching device can be connected to energy sinks or energy sources but also the other way round (energy source to electronic unit, energy sink to mechanical unit).
Die mechanische Einheit M ist wiederum mit der elektronischen Einheit E verbunden, insbesondere stellen die Leiter LI, L2, L3 eine Verbindung her. Elektrisch liegt eine Serienschaltung der mechanischen Einheit und der elektrischen Einheit vor, die mittels der Leiter realisiert wird. The mechanical unit M is in turn connected to the electronic unit E, in particular the conductors LI, L2, L3 establish a connection. Electrically, there is a series connection of the mechanical unit and the electrical unit, which is implemented by means of the conductors.
Erfindungsgemäß ist ferner ein mit der mechanischen Einheit M verbundener Hilfsschalter A vorgesehen, der wiederum mit der elektronischen Einheit E verbunden ist, insbesondere According to the invention, an auxiliary switch A connected to the mechanical unit M is also provided, which in turn is connected to the electronic unit E, in particular
elektrisch verbunden ist, beispielsweise durch einen Hilfs stromkreis . is electrically connected, for example by an auxiliary circuit.
Der Hilfsschalter A und die elektronische Einheit E sind der art ausgestaltet, dass bei einem Öffnungsvorgang der mechani schen Einheit M vor dem Öffnen der Kontakte K, während des Öffnens der Kontakte oder nach dem Öffnen der Kontakte, ins besondere kurz nach dem Öffnen der Kontakte, d.h. die Trenn kontakte liegen nicht mehr aneinander an, die elektronische Einheit E hochohmig wird. Somit wird quasi stromlos bzw. The auxiliary switch A and the electronic unit E are designed such that when the mechanical unit M is opened before the contacts K are opened, during the opening of the contacts or after the contacts have opened, in particular shortly after the contacts have been opened, ie the isolating contacts are no longer in contact with each other, the electronic unit E becomes high-resistance. This means that the
lastlos ausgeschaltet. switched off without load.
Ferner kann bei einem Schließvorgang der mechanischen Einheit M erst nach dem Schließen der Kontakte der mechanischen Ein heit die elektronische Einheit (E) niederohmig werden. Somit wird quasi stromlos bzw. lastlos eingeschaltet. Furthermore, when the mechanical unit M closes, the electronic unit (E) only becomes low-resistance after the contacts of the mechanical unit have been closed. Thus, it is switched on virtually without current or without load.
Die elektronische Einheit kann mit Halbleitern ausgeführt sein, insbesondere ein Halbleiterschalter sein. The electronic unit can be designed with semiconductors, in particular a semiconductor switch.
Generell kann die elektronische Einheit E hochohmig sein, so dass ein sicherer Grundzustand gegeben ist, insbesondere bei einer geöffneten mechanischen Einheit. Die elektronische Einheit E kann einen weiteren Überstrom schutz (oder Kurzschlussschutz) enthalten, so dass bei Über schreiten eines Stromgrenzwertes bzw. bei Überschreitung ei nes Strom-Zeitspannengrenzwertes, d.h. ein Stromwert liegt für eine gewisse Zeitspanne vor, eine Unterbrechung (Reduzie rung des elektrischen Stromes oder Hochohmigkeit) des Strom kreises durch die elektronische Einheit E erfolgt. In general, the electronic unit E can have a high resistance, so that a safe basic state is given, in particular when the mechanical unit is open. The electronic unit E can contain a further overcurrent protection (or short-circuit protection) so that when a current limit value is exceeded or a current time period limit value is exceeded, ie a current value is present for a certain period of time, an interruption (reduction of the electrical current) or high impedance) of the circuit by the electronic unit E.
Die Erfindung kann derart ausgestaltet sein, dass der Hilfs schalter A mechanisch mit der mechanischen Einheit M verbun den ist, dass vor dem Öffnen der Kontakte K ein elektrischer Kontakt des Hilfsschalters A öffnet, so dass ein mit der elektronischen Einheit E verbundener und den Hilfsschalter aufweisender elektrischer Hilfsstromkreis geöffnet wird, so dass die elektronische Einheit E daraufhin den elektrischen Strom der Leiter LI, L2, L3 des Niederspannungsstromkreises reduziert, insbesondere idealerweise unterbricht. The invention can be designed in such a way that the auxiliary switch A is mechanically connected to the mechanical unit M that, before the contacts K open, an electrical contact of the auxiliary switch A opens, so that one connected to the electronic unit E and having the auxiliary switch electrical auxiliary circuit is opened, so that the electronic unit E then reduces the electrical current of the conductors LI, L2, L3 of the low-voltage circuit, in particular ideally interrupts.
Ferner kann bei geöffneten Kontakten K der mechanischen Ein heit die elektronische Einheit E hochohmig sein. Nach dem Schließen der Kontakte K der mechanischen Einheit M wird der elektrische Kontakt des Hilfsschalters A geschlossen, so dass der elektrische Hilfsstromkreis geschlossen wird, so dass die elektronische Einheit E daraufhin niederohmig wird. Insbeson dere kann sie idealerweise supraleitend oder annähernd supra leitend werden. Furthermore, the electronic unit E can have a high resistance when the contacts K of the mechanical unit. After the contacts K of the mechanical unit M have been closed, the electrical contact of the auxiliary switch A is closed, so that the auxiliary electrical circuit is closed, so that the electronic unit E then becomes low-resistance. In particular, it can ideally become superconducting or almost superconducting.
Erfindungsgemäß kann ein Schalter S vorgesehen sein, der mit der elektronischen Einheit E verbunden ist. Beide sind derart ausgestaltet, dass mit dem Schalter zwischen hochohmigen und niederohmigen Zustand der elektronischen Einheit E umgeschal tet werden kann. Insbesondere nur bei geschlossenem Zustand der mechanischen Einheit M. Somit lässt sich unabhängig von der Trennfunktion eine Schaltfunktion einfach realisieren. According to the invention, a switch S can be provided which is connected to the electronic unit E. Both are designed such that the switch can be used to switch between the high-resistance and low-resistance state of the electronic unit E. In particular, only when the mechanical unit M is closed. A switching function can thus be easily implemented, regardless of the isolating function.
Verfahrensseitig wird eine galvanische Unterbrechung der Lei ter LI, L2, L3 des Niederspannungsstromkreises durchgeführt, wobei beim Öffnungsvorgang vor, während oder nach, insbeson- dere kurz nach, der galvanischen Unterbrechung der Leiter LI, L2, L3 eine Stromreduzierung der Leiter LI, L2, L3 des Nie derspannungsstromkreises erfolgt, insbesondere idealerweise eine Stromunterbrechung. Beispielsweise durch eine in Serie geschaltete elektronische Einheit. On the process side, the conductors LI, L2, L3 of the low-voltage circuit are electrically interrupted, with the opening process before, during or after, in particular the shortly after the galvanic interruption of the conductors LI, L2, L3, the current of the conductors LI, L2, L3 of the low voltage circuit is reduced, in particular ideally a current interruption. For example, by an electronic unit connected in series.
Bei einem Schließvorgang wird erst nach dem Schließen der Kontakte der mechanischen Einheit eine Niederohmigkeit herge stellt . In a closing process, a low resistance is produced only after the contacts of the mechanical unit have been closed.
Der Hilfsschalter kann vorteilhafterweise als Modul ausge staltet sein. Insbesondere kann eine weitere Verbindung von der elektronischen Einheit zur mechanischen Einheit vorgese hen sein, um bei Überschreitung eines, insbesondere einstell baren, Stromgrenzwertes, eine Hochohmigkeit der elektroni schen Einheit als auch ein Auslösen bzw. AUS-Stellung bzw. AUS-Zustand der mechanischen Einheit zu erzielen. Somit liegt ein sehr leistungsstarkes Schaltgerät vor, insbesondere mit Trennfunktion gemäß Norm. The auxiliary switch can advantageously be designed as a module. In particular, a further connection from the electronic unit to the mechanical unit can be provided in order to ensure a high impedance of the electronic unit as well as a triggering or OFF position or OFF state of the mechanical unit when a, in particular adjustable, current limit value is exceeded to achieve. This means that a very powerful switching device is available, in particular with an isolating function in accordance with the standard.
Ebenso kann die Erfindung sehr vorteilhaft für Lasttrenn schalter, Schutzschaltgeräte oder Leistungsschalter angewen det werden. The invention can also be used very advantageously for switch disconnectors, protective switching devices or circuit breakers.
Im Folgenden soll die Erfindung mit anderen Worten nochmals erläutert werden. In the following, the invention will be explained again in other words.
Das neue elektronische Schaltgerät, z.B. in Form eines Lastt rennschalters oder hybrides Schaltgerät ähnlich einem Leis tungsschalter, allerdings mit Trennfunktion, wird mit elekt ronsicher Einheit bzw. Schaltelektronik E, mechanischer Ein heit bzw. Trennmechanik M und Hilfsschalter A ausgeführt. The new electronic switching device, e.g. in the form of a circuit breaker or hybrid switchgear similar to a circuit breaker, but with an isolating function, is carried out with an electronically safe unit or switching electronics E, a mechanical unit or isolating mechanism M and auxiliary switch A.
Die Funktion des Schaltgerätes mit Trennfunktion und einer Mindestschaltkategorie AC/DC xl (AC xO - stromloses Schalten, ab AC xl - strombehaftes Schalten; x - steht für eine Ziffer, die die Gerätekategorie definiert; gemäß Normenreihe 60947), weist einen Hilfsschalter A auf, der zur elektrischen Verrie- gelung eingesetzt wird. Die elektrische Verriegelung wirkt auf die elektronische Einheit E bzw. Elektronik, die vor Öff nung der mechanischen Kontakte K den Stromfluss reduziert bzw. (quasi) unterbricht. In geöffneter Stellung der mechani schen Einheit bzw. AUS-Stellung ist, durch die Trennmechanik / die Kontakte K, die elektrische Trennfunktion erfüllt. The function of the switchgear with isolating function and a minimum switching category AC / DC xl (AC xO - de-energized switching, from AC xl - energized switching; x - stands for a number that defines the device category; according to series 60947), has an auxiliary switch A, for electrical locking gelation is used. The electrical locking acts on the electronic unit E or electronics, which reduces or (quasi) interrupts the current flow before opening the mechanical contacts K. In the open position of the mechanical unit or OFF position, the electrical disconnection function is fulfilled by the disconnection mechanism / contacts K.
Ein Anwender schaltet die Trennmechanik vom geschlossenen bzw. EIN-Zustand/Stellung in Richtung AUS-Zustand/Stellung . Bevor die Kontakte öffnen / die Trennmechanik öffnet, löst der voreilende Hilfsschalter A die elektronische Einheit E bzw. Schaltelektronik aus, welche den Strom reduziert bzw. (quasi) unterbricht. A user switches the separating mechanism from the closed or ON state / position towards the OFF state / position. Before the contacts open / the disconnection mechanism opens, the leading auxiliary switch A triggers the electronic unit E or switching electronics, which reduces or (quasi) interrupts the current.
Diese Funktion ist kompatibel mit Norm IEC 60947-1, insbeson dere Abschnitt 7.1.7.2. This function is compatible with standard IEC 60947-1, in particular section 7.1.7.2.
Dieses neue elektronische Schaltgerät bzw. Lasttrennschalter wird also mechanisch geschaltet und löst im Hintergrund eine Elektronik aus, um eine Stromunterbrechung herbeizuführen. Nach Öffnung der Kontakte ist die Trennfunktion gegeben. This new electronic switching device or switch disconnector is therefore switched mechanically and triggers electronics in the background to cause a power interruption. After opening the contacts, the disconnection function is given.
Die elektronische Einheit E wird durch die mechanische Ein heit M (z.B. heutiger Lasttrennschalter) angesteuert. Dies erfolgt z.B. im Zuge einer elektrischen Verriegelung. The electronic unit E is controlled by the mechanical unit M (e.g. today's switch disconnector). This is done e.g. in the course of an electrical lock.
Die Ansteuerung erfolgt hier durch ein mechanisch/elektrisch gekoppeltes Signal, durch Drehung z.B. der Handhabe H der me chanischen Einheit M an die elektronische Einheit (EIN oder AUS schalten) . Eine Ansteuerung durch eine Auswerteeinheit, wie bei einem Leistungsschalter erfolgt nicht. The control takes place here by a mechanically / electrically coupled signal, by rotation e.g. the handle H of the mechanical unit M to the electronic unit (switch ON or OFF). It is not controlled by an evaluation unit, as with a circuit breaker.
Eine Aus-Schaltung der mechanischen Einheit M ist auch mög lich, wenn keine Spannung anliegt, z.B. nach einem Stör fall/Kurzschluss. Dadurch wird eine eineindeutige Zuordnung, elektronisches Schaltgerät ist AUS und weist die Trennfunkti on auf, erreicht. Die mechanische Handhabe zeigt AUS an. Nach Rückkehr der Spannung verbleibt der elektronische Lastt rennschalter solange in AUS, d.h. hochohmig, bis die Handhabe (Antrieb/Knebel) in Richtung EIN geschaltet wird. It is also possible to switch the mechanical unit M off when there is no voltage, for example after a fault / short circuit. A clear assignment is thereby achieved, electronic switching device is OFF and has the isolating function. The mechanical handle shows OFF. After the voltage has returned, the electronic circuit breaker remains in the OFF position, ie high impedance, until the handle (drive / knob) is switched in the ON direction.
Erfindungsgemäß kann in einem offenen Zustand der Kontakte, also um Aus-Zustand, der Bedienhebel bzw. die Handhabe abge schlossen bzw. verriegelt werden, beispielsweise durch ein Schloss . According to the invention, the operating lever or the handle can be closed or locked in an open state of the contacts, that is to say in the off state, for example by a lock.
Erfindungsgemäß kann ein Schalter S vorgesehen sein, der die elektronische Einheit hochohmig werden lässt / Unterbrechung des elektrischen Stromkreises, insbesondere in der Stellung EIN der mechanischen Einheit. Wobei hier keine Trennfunktion erreicht wird. According to the invention, a switch S can be provided which allows the electronic unit to become high-resistance / interruption of the electrical circuit, in particular in the ON position of the mechanical unit. No separation function is achieved here.
Die Trennfunktion wird grundsätzliche durch die mechanische Einheit M gebildet. Insbesondere werden mindestens Luft- o- der/und Kriechstrecken erreicht. Ferner ist eine eineindeuti ge Schaltstellungsanzeige für die Trennfunktion durch die Handhabe gewährleistet. The separation function is basically formed by the mechanical unit M. In particular, at least air or creepage distances are achieved. Furthermore, a one-to-one switch position indicator for the isolating function is guaranteed by the handle.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektronische Einheit niemals stromführend, wenn die Kontakte der mechani schen Einheit geöffnet sind, d.h. ein AUS-Zustand angezeigt wird . In an advantageous embodiment, the electronic unit is never live when the contacts of the mechanical unit are open, i.e. an OFF state is displayed.
Das neue elektronische Schaltgerät, insbesondere der neue Lasttrennschalter, wird aus einer elektronischen Einheit E und einer mechanischen Einheit M gebildet, insbesondere deren Serienschaltung. Die mechanische Einheit M ist mit einem Hilfsschalter A gekoppelt, der die elektronische Einheit E ansteuert, wodurch eine elektrische Verriegelung erzielt wird . The new electronic switching device, in particular the new switch disconnector, is formed from an electronic unit E and a mechanical unit M, in particular their series connection. The mechanical unit M is coupled to an auxiliary switch A which controls the electronic unit E, as a result of which an electrical locking is achieved.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und ande- re Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Although the invention has been illustrated and described in more detail by means of the exemplary embodiment, the invention is not restricted by the disclosed examples and Re variations can be derived therefrom by a person skilled in the art without departing from the scope of the invention.

Claims

Patentansprüche claims
1. Schaltgerät (SG) für einen mehrere Leiter aufweisenden Niederspannungsstromkreis , 1. switching device (SG) for a low-voltage circuit having multiple conductors,
- mit einem Gehäuse (GEH) , mit am Gehäuse angeordneten An schlusskontakten (AK1, ..., AK6) zum Anschluss von Leitern (LI, L2, L3) des Niederspannungsstromkreises,  - with a housing (GEH), with connection contacts (AK1, ..., AK6) arranged on the housing for connecting conductors (LI, L2, L3) of the low-voltage circuit,
- mit einer im Gehäuse befindlichen mechanischen Einheit (M) mit einer Trennfunktion und einer AUS- oder EIN-Stellung, die Trennkontakte (Kl, K2, K3) zur galvanischen Unterbrechung der Leiter (LI, L2, L3) des Niederspannungsstromkreises aufweist, dadurch gekennzeichnet,  - With a mechanical unit (M) located in the housing with a disconnecting function and an OFF or ON position, the disconnecting contacts (Kl, K2, K3) for the galvanic interruption of the conductors (LI, L2, L3) of the low-voltage circuit, characterized .
dass eine elektronische Einheit (E) vorgesehen ist, die stromflussseitig in Serie zur mechanischen Einheit (M) ge schaltet ist, that an electronic unit (E) is provided which is connected in series to the mechanical unit (M) on the current flow side,
dass ein mit der mechanischen Einheit (M) verbundener Hilfs schalter (A) vorgesehen ist, der wiederum mit der elektroni schen Einheit (E) verbunden ist, that an auxiliary switch (A) connected to the mechanical unit (M) is provided, which in turn is connected to the electronic unit (E),
dass der Hilfsschalter (A) und die elektronische Einheit (E) derart ausgestaltet sind, that the auxiliary switch (A) and the electronic unit (E) are designed in such a way
dass bei einem Öffnungsvorgang der mechanischen Einheit (M) die elektronische Einheit (E) hochohmig wird. that when the mechanical unit (M) is opened, the electronic unit (E) becomes high-resistance.
2. Schaltgerät (SG) nach Patentanspruch 1, 2. switching device (SG) according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Trennfunktion durch: that the separation function by:
- eine Sichtbarkeit der Trennkontakte (Kl, K2, K3) in der AUS-Stellung, insbesondere durch einen transparenten Teil des Gehäuses (GEH) ,  - Visibility of the isolating contacts (Kl, K2, K3) in the OFF position, in particular through a transparent part of the housing (GEH),
oder or
- eine, insbesondere eineindeutige, Anzeige der Lage der Trennkontakte (Kl, K2, K3) , insbesondere durch einen Bedien hebel, eine Schaltstellungsanzeige oder eine Anzeigeeinrich tung,  - a, in particular unambiguous, display of the position of the isolating contacts (Kl, K2, K3), in particular by an operating lever, a switch position indicator or a display device,
gekennzeichnet ist. is marked.
3. Schaltgerät (SG) nach Patentanspruch 1 oder 2, 3. switching device (SG) according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Trennfunktion durch eine Mindestluftstrecke der ge öffneten Trennkontakte in der AUS-Stellung in Abhängigkeit von der Bemessungsstoßspannungsfestigkeit und dem Verschmut zungsgrad gekennzeichnet ist, characterized, that the isolating function is characterized by a minimum air gap of the opened isolating contacts in the OFF position depending on the rated impulse withstand voltage and the degree of pollution,
dass insbesondere die Mindestluftstrecke zwischen 0,01 mm und 14 mm beträgt. that in particular the minimum air gap is between 0.01 mm and 14 mm.
4. Schaltgerät (SG) nach Patentanspruch 1, 2 oder 3, 4. switching device (SG) according to claim 1, 2 or 3,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die Trennfunktion durch eine Mindestluftstrecke der ge öffneten Trennkontakte in der AUS-Stellung in Abhängigkeit von der Bemessungsstoßspannungsfestigkeit und dem Verschmut zungsgrad gekennzeichnet ist, that the isolating function is characterized by a minimum air gap of the opened isolating contacts in the OFF position depending on the rated surge voltage resistance and the degree of pollution,
dass die Mindestluftstrecke zwischen 0,01 mm bei 0,33 kV und 14 mm bei 12 kV und Verschmutzungsgrad 1 für inhomogene Fel der liegt. that the minimum air gap is between 0.01 mm at 0.33 kV and 14 mm at 12 kV and pollution degree 1 for inhomogeneous fields.
5. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 5. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die mechanische Einheit (M) einen Bedienhebel oder eine manuell, motorisch, pneumatisch oder durch Federspeicher an getriebene Schaltmechanik aufweist, zur Betätigung der Trenn kontakte (Kl, K2, K3) zur Erzielung der Aus- oder EIN- Stellung . that the mechanical unit (M) has an operating lever or a manual, motorized, pneumatic or spring-loaded switching mechanism to actuate the isolating contacts (Kl, K2, K3) to achieve the off or on position.
6. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 6. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass bei einem Öffnungsvorgang der mechanischen Einheit (M) vor dem Öffnen der Kontakte (K) , während des Öffnens der Kon takte (K) oder nach dem Öffnen der Kontakte (K) die elektro nische Einheit (E) hochohmig wird. that during an opening process of the mechanical unit (M) before opening the contacts (K), while opening the contacts (K) or after opening the contacts (K), the electronic unit (E) becomes high-resistance.
7. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 7. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die mechanische Einheit (M) eine mechanische Einheit ei- nes Lasttrennschalters ist, insbesondere das Schaltgerät (SG) als Trennschalter ausgestaltet ist. that the mechanical unit (M) is a mechanical unit Nes load break switch, in particular the switching device (SG) is designed as a disconnector.
8. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 8. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass bei einem Schließvorgang der mechanischen Einheit (M) zur EIN-Stellung nach dem Schließen der Kontakte die elektro nische Einheit (E) niederohmig wird. that when the mechanical unit (M) closes to the ON position after the contacts have closed, the electronic unit (E) becomes low-resistance.
9. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 9. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die elektronische Einheit (E) mit Halbleitern ausgeführt ist, insbesondere ein Halbleiterschalter ist. that the electronic unit (E) is designed with semiconductors, in particular is a semiconductor switch.
10. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 10. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass bei einer geöffneten mechanischen Einheit (M) bzw. Aus stellung die elektronische Einheit (E) hochohmig ist. that when the mechanical unit (M) or position is open, the electronic unit (E) has a high resistance.
11. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 11. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Hilfsschalter (A) mechanisch mit der mechanischen Einheit (M) verbunden ist, dass vor dem Öffnen der Kontakte (K) ein elektrischer Kontakt des Hilfsschalters (A) öffnet, so dass ein mit der elektronischen Einheit (E) verbundener und den Hilfsschalter aufweisender elektrischer Hilfsstrom kreis geöffnet wird, so dass die elektronische Einheit (E) daraufhin den elektrischen Strom der Leiter (LI, L2, L3) des Niederspannungsstromkreises reduziert, insbesondere idealer weise unterbricht. that the auxiliary switch (A) is mechanically connected to the mechanical unit (M), that before opening the contacts (K) an electrical contact of the auxiliary switch (A) opens, so that one connected to the electronic unit (E) and the auxiliary switch having electrical auxiliary circuit is opened so that the electronic unit (E) then reduces the electrical current of the conductors (LI, L2, L3) of the low-voltage circuit, in particular ideally interrupts.
12. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 12. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass bei geöffneten Kontakten (K) der mechanischen Einheit die elektronische Einheit (E) hochohmig ist, characterized, that when the contacts (K) of the mechanical unit are open, the electronic unit (E) has a high resistance,
dass nach dem Schließen der Kontakte (K) der elektrische Kon takt des Hilfsschalters (A) geschlossen wird, so dass der elektrische Hilfsstromkreis geschlossen wird, so dass die elektronische Einheit (E) daraufhin niederohmig, insbesondere idealerweise supraleitend, wird. that after the contacts (K) the electrical contact of the auxiliary switch (A) is closed, so that the auxiliary electrical circuit is closed, so that the electronic unit (E) then becomes low-resistance, in particular ideally superconducting.
13. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 13. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass ein Schalter vorgesehen ist, der mit der elektronischen Einheit (E) verbunden ist, und dass beide derart ausgestaltet sind, dass mit dem Schalter zwischen hochohmigen und niede rohmigen Zustand der elektronischen Einheit (E) umgeschaltet werden kann; that a switch is provided which is connected to the electronic unit (E), and that both are designed such that the switch can be used to switch between the high-resistance and low-tube state of the electronic unit (E);
insbesondere nur bei geschlossenem Zustand der mechanischen Einheit (M) . especially only when the mechanical unit (M) is closed.
14. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 14. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass der Hilfsschalter (A) als Modul ausgeführt ist, das an die mechanische Einheit (M) ankoppelbar ist. that the auxiliary switch (A) is designed as a module that can be coupled to the mechanical unit (M).
15. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 15. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Schaltgerät (SG) derart ausgestaltet ist, dass im spannungslosen Zustand des Niederspannungsstromkreises die mechanische Einheit (M) immer in die AUS-Stellung überführt werden kann, um die Trennfunktion zu realisieren. that the switching device (SG) is designed in such a way that the mechanical unit (M) can always be moved to the OFF position in the de-energized state of the low-voltage circuit in order to implement the isolating function.
16. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 16. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass das Schaltgerät (SG) derart ausgestaltet ist, dass im spannungslosen Zustand des Niederspannungsstromkreises und in AUS-Stellung der mechanischen Einheit (M) bei Wechsel zum spannungsanliegenden Zustand die elektronische Einheit (E) hochohmig bleibt. that the switching device (SG) is designed such that in the de-energized state of the low-voltage circuit and in OFF position of the mechanical unit (M) when changing to the voltage state, the electronic unit (E) remains high-resistance.
17. Schaltgerät (SG) nach einem der vorhergehenden Patentan sprüche, 17. Switching device (SG) according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die elektronische Einheit (E) derart ausgestaltet ist, dass bei Überschreitung eines Stromgrenzwertes des Nieder spannungsstromkreises die elektronische Einheit in den hochohmigen Zustand wechselt. that the electronic unit (E) is designed such that when a current limit value of the low-voltage circuit is exceeded, the electronic unit changes to the high-resistance state.
18. Schaltgerät (SG) nach Patentanspruch 17, 18. Switching device (SG) according to claim 17,
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass die elektronische Einheit (E) mit der mechanischen Ein heit (M) derart gekoppelt ist, dass bei Überschreitung des Stromgrenzwertes und Wechsel der elektronischen Einheit in den hochohmigen Zustand die mechanische Einheit in die AUS- Stellung gebracht wird, zur Erzielung der Trennfunktion. that the electronic unit (E) is coupled to the mechanical unit (M) in such a way that when the current limit value is exceeded and the electronic unit changes to the high-resistance state, the mechanical unit is brought into the OFF position in order to achieve the isolating function.
19. Verfahren für ein Schaltgerät mit einer Trennfunktion, für einen mehrere Leiter aufweisenden Niederspannungsstrom kreis, 19. Method for a switching device with an isolating function, for a low-voltage circuit having several conductors,
bei dem mit einer mechanischen Einheit (M) eine galvanische Unterbrechung der Leiter (LI, L2, L3) des Niederspannungs stromkreises durchgeführt wird, in which a galvanic interruption of the conductors (LI, L2, L3) of the low-voltage circuit is carried out with a mechanical unit (M),
dadurch gekennzeichnet, characterized,
dass bei einem Öffnungsvorgang der mechanischen Einheit (M) vor, während oder nach der galvanischen Unterbrechung der Leiter (LI, L2, L3) eine Stromreduzierung der Leiter (LI, L2, L3) des Niederspannungsstromkreises durch eine elektronische Einheit (E) erfolgt, insbesondere idealerweise eine Stromun terbrechung . that during an opening process of the mechanical unit (M) before, during or after the galvanic interruption of the conductors (LI, L2, L3), the current (LI, L2, L3) of the low-voltage circuit is reduced by an electronic unit (E), in particular ideally a power cut.
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