NO20110940A1

NO20110940A1 - Embedded electrotechnical protection component

Info

Publication number: NO20110940A1
Application number: NO20110940A
Authority: NO
Original assignee: Vik Oersta As
Priority date: 2011-06-29
Filing date: 2011-06-29
Publication date: 2012-12-31
Also published as: WO2013019118A3; EP2727123B1; EP2727123A2; NO334147B1; DK2727123T3; WO2013019118A2

Abstract

Innstøpt elektroteknisk vernkomponent med innkapslingsanordninger egnet til å beskytte komponenten mot inntrengning av faste gjenstander og fluider, der innkapslingsanordningene omfatter støpemasse som omslutter deler av komponenten for å bidra til å oppnå en forbedret kapslingsrad, og der den innstøpte komponenten videre omfatter sikkerhetsanordninger for håndtering av ionisert gass dannet ved kortslutningsstrømmer i vernkomponenten, samt fremgangsmåte for tilsvarende. Embedded electrotechnical protection component with encapsulating means suitable to protect the component from penetration of solid objects and fluids, wherein the encapsulating devices comprise casting material enclosing portions of the component to help achieve an improved enclosure row, and the embedded component further comprises hand-held ionizing safety devices. formed by short-circuit currents in the protection component, as well as a method for corresponding.

Description

Oppfinnelsens tekniske område Technical field of the invention

Foreliggende oppfinnelse vedrører generelt kapslingsteknologi for elektrotekniske vernkomponenter og sikkerhet i denne sammenheng. Mer spesielt vedrører oppfinnelsen innstøpte sikringsautomater, jordfeilautomater, jordfeilbrytere, effektbrytere, manuelle motorvernbrytere og lignende, eller kombinasjoner av slike eventuelt sammen med annet elektroteknisk materiell. The present invention generally relates to enclosure technology for electrotechnical protective components and safety in this context. More particularly, the invention relates to embedded circuit breakers, earth fault circuit breakers, earth fault circuit breakers, circuit breakers, manual motor protection switches and the like, or combinations of such possibly together with other electrotechnical material.

Konkret vedrører oppfinnelsen en innstøpt vernkomponent ifølge krav 1, omfattende sikkerhetsanordninger for håndtering av ioniserte gasser dannet ved kortslutningsstrømmer i vernkomponenten. Specifically, the invention relates to a molded-in protective component according to claim 1, comprising safety devices for handling ionized gases formed by short-circuit currents in the protective component.

Bakgrunn for oppfinnelsen Background for the invention

I mange sammenhenger er det aktuelt å anvende modulære, elektrotekniske komponenter i utfordrende omgivelser. I denne sammenheng ligger spenningsnivået typisk under lkV og mest In many contexts, it is appropriate to use modular, electrotechnical components in challenging environments. In this context, the voltage level is typically below lkV and at most

typisk fra 100 til 400 volt. Omgivelsene kan for eksempel være spesielt fuktige, støvfylte eller utsatt for eksplosjonsfare i forbindelse med eksplosive gasser. Andre eksempler på krevende omgivelser er aggressiv atomsfære, høytrykksvasking, talkum, typically from 100 to 400 volts. The surroundings may, for example, be particularly damp, dusty or exposed to the risk of explosion in connection with explosive gases. Other examples of demanding environments are aggressive atomic spheres, high-pressure washing, talc,

kondens og oversvømming. Slike omgivelser stiller naturligvis spesielle krav til utstyret. Krav av denne karakter omhandles i ulike standarder, forskrifter og normer med mer. Nedenfor er det gitt eksempler på aktuelle slike. condensation and flooding. Naturally, such environments make special demands on the equipment. Requirements of this nature are dealt with in various standards, regulations and norms and more. Examples of current ones are given below.

NEK 400 er en norm utarbeidet av Norsk elektroteknisk komité (NEK), og omhandler krav til elektriske lavspennings-installasjoner. NEK 400 is a standard drawn up by the Norwegian Electrotechnical Committee (NEK), and deals with requirements for low-voltage electrical installations.

FEL forskriftene ("Forskrift om elektriske lavspenningsanlegg med veiledning") legger til grunn hva kravene til lavspent-installasjoner er med tanke på brann, funksjon og elsikkerhet. NEK 4 00 fungerer som en veiledning for hvordan man kan oppnå dette via konkrete tekniske krav. The FEL regulations ("Regulations on electrical low-voltage installations with guidance") lay down the requirements for low-voltage installations in terms of fire, function and electrical safety. NEK 4 00 acts as a guide for how to achieve this via specific technical requirements.

IP-systemet et system for å angi kapslingsgraden til elektrisk utstyr, det vil si utstyrets beskyttelse mot inntrenging av faste gjenstander og vann. Det er en internasjonal standard definert i IEC 60529 utgitt av International Electrotechnical Commission. I Norge er den oversatt av Norsk elektroteknisk komité som EN NEK 60529. Kapslingsgraden betegnes med bokstavene IP (forkortelse for "international protection rating") etterfulgt av to sifre. The IP system is a system for specifying the degree of enclosure of electrical equipment, that is, the equipment's protection against the ingress of solid objects and water. It is an international standard defined in IEC 60529 published by the International Electrotechnical Commission. In Norway, it is translated by the Norwegian Electrotechnical Committee as EN NEK 60529. The degree of protection is denoted by the letters IP (abbreviation for "international protection rating") followed by two digits.

Tysk standard DIN 40050-9 overgår IEC 60529 ved en betegnelse, IP69K, for utstyr som tåler høyt trykk, høye temperaturer og sterk vannstrøm. Prøvestandarden for IP69K spesifiserer en dyse forsynt med vann med temperatur på 80 °C, et trykk på 8-10 MPa (80-100 bar) og en vannstrøm på 14-16 L/min. IP69K var opprinnelig utviklet for kjøretøy, særlig de som trenger regelmessig kraftig rengjøring, men brukes nå også på andre områder som matvareindustrien. German standard DIN 40050-9 surpasses IEC 60529 by a designation, IP69K, for equipment that can withstand high pressure, high temperatures and strong water flow. The test standard for IP69K specifies a nozzle supplied with water at a temperature of 80 °C, a pressure of 8-10 MPa (80-100 bar) and a water flow of 14-16 L/min. IP69K was originally developed for vehicles, especially those that need regular heavy cleaning, but is now also used in other areas such as the food industry.

Ex-utstyr, eller Eksplosjonsbeskyttet utstyr, kjennetegner utstyr, både elektrisk som ikke elektrisk utstyr som er underlagt spesiell godkjenning og/eller sertifisering iht til europeiske eller internasjonale normer fra IEC/TC31, CLC/TC31 eller CEN 305. I Norge gjelder dette utstyr iht norsk forskrift etter ATEX direktiv 94/9, kalt FUSEX. Normene som regulerer dette er: NEK EN 60079-serien eller for ikke elektrisk utstyr NS EN 13463-serien. Ex-equipment, or Explosion-protected equipment, characterizes equipment, both electrical and non-electrical, which is subject to special approval and/or certification according to European or international standards from IEC/TC31, CLC/TC31 or CEN 305. In Norway, this equipment applies according to Norwegian regulation according to ATEX directive 94/9, called FUSEX. The standards that regulate this are: the NEK EN 60079 series or for non-electrical equipment the NS EN 13463 series.

"Low Voltage Directive" er det overordnede regelverket innenfor EØS-området for elektrisk lavspenningsutstyr. Kravene i direktivet er inntatt i forskrift om elektrisk utstyr (feu) fra 1995 og forskriften håndheves av Direktoratet for samfunnssikkerhet og beredskap (DSB). The "Low Voltage Directive" is the overall regulation within the EEA area for low-voltage electrical equipment. The requirements in the directive are included in the regulation on electrical equipment (feu) from 1995 and the regulation is enforced by the Directorate for Community Safety and Preparedness (DSB).

Krevende omgivelser gir generelt behov for beskyttelse av elektrotekniske systemer som skal operere i slike. I det videre vil vi beskrive eksempler på problemer relatert til lavspennings brytermateriell mer spesielt. Demanding environments generally require the protection of electrotechnical systems that must operate in such environments. In what follows, we will describe examples of problems related to low-voltage switchgear more specifically.

I tørre omgivelser som f eks en ørken, vil støvinntrengning være et problem. Støvinntrengning vil kunne være til hinder for mekanisk funksjon, øke slitasje ved friksjon, redusere elektrisk kontakt og (som en følge av punktene ovenfor,) redusere levetid og øke vedlikeholdskostnader. I fuktige omgivelser som f eks inne i en lyktestolpe, vil inntrengning av vann eller kondens være et problem. Fuktighet vil f eks kunne medføre redusert elektrisk kontakt, kortslutnings-problemer, jordfeil, berøringsfare og økt korrosjon. Også disse fenomenene vil medføre økt vedlikeholdskostnader og redusert levetid. I omgivelser med eksplosive gasser vil inn lekkasje inn til brytermateriell kunne medføre eksplosj onsfare. In dry environments such as a desert, dust ingress will be a problem. Dust ingress can hinder mechanical function, increase frictional wear, reduce electrical contact and (as a consequence of the points above) reduce service life and increase maintenance costs. In humid environments such as inside a lamppost, ingress of water or condensation will be a problem. Moisture can, for example, lead to reduced electrical contact, short-circuit problems, earth faults, contact hazards and increased corrosion. These phenomena will also lead to increased maintenance costs and reduced service life. In environments with explosive gases, leakage into switchgear could cause an explosion hazard.

Et mer konkret eksempel på en aktuell problemstilling er montering av automatsikringer i lysstolper. Miljøet inne i en lysstolpe kan være svært fuktig blant annet i form av kondens på grunn av temperatursvingninger. Kondens vil dannes inne i hulrommet i lysstolpen og på utstyr som er plassert i denne. Kondensert fuktighet vil også kunne renne langs vertikale elementer og derved trenge inn utilstrekkelig kapslede elementer som er montert inne i stolpen. A more concrete example of a current issue is the installation of automatic fuses in light poles. The environment inside a light pole can be very humid, for example in the form of condensation due to temperature fluctuations. Condensation will form inside the cavity in the light pole and on equipment placed in it. Condensed moisture will also be able to flow along vertical elements and thereby penetrate insufficiently encapsulated elements that are mounted inside the post.

Problemstillingen med montering av automatsikringer i lysstolper er aktualisert i de senere år. Tidligere tilfreds-stiller en-fase-sikringer de aktuelle standardene, men nå kreves det vern i begge faser. Dette er ikke mulig ved hjelp av smeltesikringer som tidligere ble hyppig anvendt i denne forbindelse. The issue of installing automatic fuses in light poles has been brought up to date in recent years. In the past, single-phase fuses satisfied the relevant standards, but now protection is required in both phases. This is not possible with the help of fuses, which were previously frequently used in this connection.

Det er velkjent å montere elektrotekniske vernkomponenter i bokser for å øke kapslingsgraden. Et eksempel på en vanlig løsning ifølge teknikkens stand er en boks for innkapsling av automatsikringer. En slik løsning innebærer imidlertid et antall problemer. For å oppnå kapslingsgrad fra IP65 og oppover, må lokk til boksene festes med et antall låsepunkter. Videre bør boksene monteres i et kontrollert miljø med riktig tildragning av eventuelle kontaktskruer og pakknipler. Eventuell kabelinnføring kan medføre problemer med uønsket vanninntrengning som følge av kondensering. Videre kan skruer som er gjennomgående og skruer til lokk gi problemer med å sikre IP-graden. It is well known to mount electrotechnical protective components in boxes to increase the degree of enclosure. An example of a common solution according to the state of the art is a box for encapsulating circuit breakers. However, such a solution involves a number of problems. To achieve a degree of protection from IP65 and above, the lids of the boxes must be fixed with a number of locking points. Furthermore, the boxes should be mounted in a controlled environment with the correct tightening of any contact screws and gland nuts. Any cable entry can cause problems with unwanted water penetration due to condensation. Furthermore, screws that are through and screws for lids can cause problems in securing the IP rating.

Løsninger ifølge teknikkens stand vil redusere problemer av den karakter som er beskrevet innledningsvis. Imidlertid vil et antall problemer ikke være løst slik det er antydet ovenfor. Et første problem er at kapslingsgraden ikke vil være tilstrekkelig. Fuktighet vil kunne trenge inn i boksen eller dannes på innsiden av boksen i form av kondens. Derved vil det oppstå påfølgende problemer i form av f eks redusert funksjonalitet, redusert sikkerhet, økte vedlikeholdskostnader og redusert levetid slik det er beskrevet. Tetningsproblemene forverres ved at boksen består at et antall deler som må monteres sammen, gjennomføring for ulike elementer som festeanordninger i form av f eks skruer, elektriske ledninger. Videre medfører løsninger ifølge teknikkens stand problemer ved montering f eks ved manuell tiltrekking av skruer. Videre vil visse aktuelle systemløsninger enten være umulige, eller komplekse og kostbare. Vedlikehold vil også kunne være komplisert og kostbart. Anskaffelses- og vedlikeholdskostnader og derved levetidskostnader vil kunne være høye. Solutions according to the state of the art will reduce problems of the nature described at the outset. However, a number of issues will not be resolved as indicated above. A first problem is that the degree of enclosure will not be sufficient. Moisture can penetrate the box or form on the inside of the box in the form of condensation. As a result, subsequent problems will arise in the form of, for example, reduced functionality, reduced safety, increased maintenance costs and reduced lifespan as described. The sealing problems are exacerbated by the fact that the box consists of a number of parts that must be assembled together, a passage for various elements such as fastening devices in the form of screws, for example, electrical cables. Furthermore, solutions according to the state of the art entail problems during assembly, for example by manually tightening screws. Furthermore, certain current system solutions will either be impossible, or complex and expensive. Maintenance can also be complicated and expensive. Acquisition and maintenance costs and thus lifetime costs could be high.

Et videre sentralt problem ved teknikkens stand, er sikkerhet i forbindelse med kortslutningsstrømmer i vernkomponenten der det dannes ekspanderende ioniserte gasser som forårsaker fare ved at en innstøpt elektroteknisk komponent vil kunne eksplodere. En slik eksplosjon vil utgjøre en sikkerhetsrisiko for personell som befinner seg nær den innstøpte elektrotekniske komponenten. I tillegg vil en eksplosjon kunne skade selv komponenten og eventuelt annet utstyr i nærheten. Følgeskader er også en fare i denne sammenheng. A further central problem in the state of the art is safety in connection with short-circuit currents in the protective component where expanding ionized gases are formed which cause danger in that an embedded electrotechnical component could explode. Such an explosion will pose a safety risk for personnel who are close to the embedded electrotechnical component. In addition, an explosion could damage the component itself and any other equipment in the vicinity. Consequential damage is also a danger in this context.

Det er derved fortsatt behov for å løse et antall problemer slik det er omtalt ovenfor. Disse problemene løses i stor grad av foreliggende oppfinnelse. There is therefore still a need to solve a number of problems as discussed above. These problems are largely solved by the present invention.

Oppsummering av oppfinnelsen Summary of the invention

Generelt er formålene med oppfinnelsen å løse problemer ved teknikkens stand slik de er beskrevet i foregående kapittel. Formålene er mer spesifikt beskrevet i det følgende. In general, the purposes of the invention are to solve problems with the state of the art as described in the previous chapter. The purposes are more specifically described below.

Et overordnet formål ved foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en løsning som kan brukes i mer krevende omgivelser i form av for eksempel fuktighet, støv, aggressiv atmosfære og eksplosjonsfare. An overarching purpose of the present invention is to provide a solution that can be used in more demanding environments in the form of, for example, moisture, dust, aggressive atmospheres and the risk of explosion.

Ytterligere formål ved oppfinnelsen er økt sikkerhet, lengre levetid, lavere anskaffelseskostnader, lavere installasjons-og driftskostnader, og enklere og sikrere installasjon. Further purposes of the invention are increased safety, longer service life, lower acquisition costs, lower installation and operating costs, and easier and safer installation.

Et videre formål med foreliggende oppfinnelse er å tilveiebringe en løsning som gir forbedret kapslingsgrad for elektrotekniske vernkomponenter. A further purpose of the present invention is to provide a solution which provides an improved degree of enclosure for electrotechnical protective components.

Videre formål er å oppnå forbedrede løsninger ved anvendelse av innstøpte vernkomponenter i mange sammenhenger slik det er detaljert nedenfor. A further purpose is to achieve improved solutions by using cast-in protective components in many contexts as detailed below.

Et sentralt formål er å forbedre sikkerhet. Spesielt gjelder dette sikkerhet i forbindelse eksplosjonsfare ved kortslutningsstrømmer i vernkomponenten. Et spesifikt formål i denne sammenheng er å styre utslipp av ekspanderende, ioniserte gasser. A central purpose is to improve safety. In particular, this applies to safety in connection with the risk of explosion due to short-circuit currents in the protective component. A specific purpose in this context is to control emissions of expanding, ionized gases.

Et formål ved trinnvis håndtering er å forbedre sikkerhet ved at redusere faren for omgivelsen ved en kortslutning. Ved en mindre kortslutning vil utslipp av ioniserte gasser fra den innstøpte komponenten kunne hindres og ved større eksplosjoner vil effekten reduseres. One purpose of stepwise handling is to improve safety by reducing the danger to the environment in the event of a short circuit. In the case of a minor short circuit, the emission of ionized gases from the embedded component can be prevented and in the case of larger explosions, the effect will be reduced.

Et ytterligere formål ved trinnvis håndtering er redusere kostnader og ressursbruk ved mulig gjenbruk av innstøpte vernkomponenter etter eksplosjon. A further purpose of step-by-step handling is to reduce costs and resource use by possible re-use of embedded protective components after an explosion.

Formålene oppnås ved en løsning ifølge oppfinnelsen slik den er nærmere definert i det selvstendige patentkravet, mens utførelsesformer av oppfinnelsen er definert i de uselvstendige kravene. The objectives are achieved by a solution according to the invention as defined in more detail in the independent patent claim, while embodiments of the invention are defined in the non-independent claims.

Oppfinnelsen vedrører innstøpt elektroteknisk vernkomponent som omfatter minst en elektrisk tilkoplingsanordning og videre innstøpningsanordninger som beskytter nevnte brytermateriell mot inntrengning av faste gjenstander, gasser og fluider. De nevnte innstøpingsanordningene omfatter støpemasse og en ytre støpeform, der støpemassen er anordnet i kontakt med ytre deler av brytermateriellet for å bidra til å oppnå en forbedret kapslingsgrad. Utførelsesformer av det innstøpte brytermateriellet har innkapslingsgrader fra minst IP44 og opptil en innkapslingsgrad tilsvarende IP69K. The invention relates to a cast-in electrotechnical protective component which comprises at least one electrical connection device and further cast-in devices that protect said switch material against the ingress of solid objects, gases and fluids. The aforementioned embedding devices comprise casting compound and an outer mould, where the casting compound is arranged in contact with outer parts of the switch material to help achieve an improved degree of enclosure. Embodiments of the embedded switchgear have enclosure degrees from at least IP44 and up to an enclosure degree equivalent to IP69K.

I ulike utførelsesform kan den elektrotekniske vernkomponenten omfatte en sikringsautomat, en jordfeilautomat, en jordfeilbryter, en effektbryter, eller lignende som er innstøpt. In various embodiments, the electrotechnical protection component can include a circuit breaker, an earth fault circuit breaker, an earth fault circuit breaker, a circuit breaker, or the like that is embedded.

I ytterlige utførelsesformer omfatter det innstøpte lavspennings brytermateriellet videre minst en annen elektrisk enhet som også kan være innstøpt. In further embodiments, the embedded low-voltage switch material further comprises at least one other electrical unit which can also be embedded.

Brytermateriellet kan omfatte ett eller flere standard produkter som typisk også kan være modulære. The switchgear can include one or more standard products which can typically also be modular.

De elektriske tilkoplingsanordningene til det innstøpte lavspennings brytermateriellet kan i ulike utførelsesformer omfatte minst en hann- eller hunn-kontakt, minst en Schukokontakt, koplingsklemmer/stykker eller minst en elektrisk kabel. De nevnte formene for tilkoplingsanordninger kan i visse sammenhenger med fordel kombineres. The electrical connection devices for the embedded low-voltage switchgear can in various embodiments comprise at least one male or female contact, at least one Schuko contact, connection clamps/pieces or at least one electrical cable. The aforementioned forms of connection devices can in certain contexts be advantageously combined.

De elektriske tilkoplingsanordningene kan støpes inn i en felles støpemasse med en innstøpt bryterenhet noe som er med å sikre den ønskede tetningsgraden. The electrical connection devices can be molded into a common molding compound with a molded-in switch unit, which helps to ensure the desired degree of sealing.

I ytterligere en utførelsesform kan bryterenheten omfatte en betjeningsanordning en innkapslingsanordning for nevnte betjeningsanordning i form av enten en fleksibel membran, et klapplokk eller et lokk som kan festes ved hjelp av festeanordninger som f eks skruer. In a further embodiment, the switch unit can comprise an operating device, an encapsulating device for said operating device in the form of either a flexible membrane, a flap lid or a lid that can be attached using fastening devices such as screws.

Nevnte fleksible membran muliggjør operasjon av betjenings-anordningen med membranen lukket. Deler av membranen kan med fordel grense til støpemassen slik at støpemassen og membranen omfattes av en integrert løsning som bidrar til en kapslingsgrad på IP69K. Said flexible membrane enables operation of the operating device with the membrane closed. Parts of the membrane can advantageously border the casting mass so that the casting mass and the membrane are encompassed by an integrated solution that contributes to an enclosure rating of IP69K.

I en ytterligere utførelsesform er en mekanisk festeanordning for brytermateriellet festet ved hjelp av støpemassen. En slik festeanordning kan f eks utgjøre et vegg- eller stolpefeste. Løsningen kan gi et godt feste uten bruk av f eks skruer. In a further embodiment, a mechanical attachment device for the switch material is attached by means of the molding compound. Such a fastening device can, for example, constitute a wall or post fastening. The solution can provide a good attachment without the use of, for example, screws.

Støpemassen kan omfatte enten en-komponent støpemasse eller to-komponent støpemasse som f eks epoxy, polyuretan eller liknende. The molding compound can comprise either one-component molding compound or two-component molding compound such as epoxy, polyurethane or the like.

Innstøpt brytermateriell ifølge utførelsesformene nevnt ovenfor, kan med fordel anvendes i næringsmiddelproduksjon, treforedlingsindustri, jernbanesammenheng, vaskehaller, veilys, lystbåter, yrkesbåter, campingvogner, maskiner, verktøy, strømuttak, fordelinger, lysmaster, ladestasjoner eller liknende. Aktuelt i denne sammenheng er anvendelse i korrosivt miljø (for eksempel i forbindelse med treforedling). Cast-in switch material according to the embodiments mentioned above can be advantageously used in food production, the wood processing industry, railway contexts, washrooms, road lights, pleasure boats, commercial boats, caravans, machines, tools, power outlets, distribution boards, light masts, charging stations or the like. Current in this context is application in a corrosive environment (for example in connection with wood processing).

Andre aspekter og fordeler ved oppfinnelsen vil fremgå av den følgende beskrivelsen og de vedføyde kravene. Other aspects and advantages of the invention will be apparent from the following description and the appended claims.

Kort beskrivelse av tegningene Brief description of the drawings

Figur 1 viser et tverrsnitt av en utførelsesform av oppfinnelsen i form av en innstøpt automatsikring der tilkoplingsanordningene utgjøres av elektriske kabler Figur 2 viser et tverrsnitt av en utførelsesform av oppfinnelsen i form av en innstøpt automatsikring der tilkoplingsanordningene utgjøres av en hann- og en hunnplugg. Figur 3 viser et tverrsnitt av en utførelsesform av oppfinnelsen i form av en innstøpt automatsikring der tilkoplingsanordningene utgjøres av en Schukokontakt og en elektrisk kabel. Figur 4 viser tverrsnitt av en utførelsesform av oppfinnelsen der lukkeanordningene for betjeningsanordningene omfatter en fleksibel membran. Figur 5 viser tverrsnitt av en utførelsesform av oppfinnelsen der lukkeanordningene for betjeningsanordningene omfatter et lokk som kan skrues fast. Figur 6 viser tverrsnitt av en utførelsesform av oppfinnelsen der lukkeanordningene for betjeningsanordningene omfatter et klapplokk. Figurene 7, 8 og 9 viser ulike riss og snitt av en vernkomponent ifølge oppfinnelse, slik det er detaljert nedenfor. Figur 7A, 8A og 9A viser et riss av en innstøpt vernkomponent ifølge oppfinnelsen, sett inn mot en side av komponenten der det er anordnet en elektrisk kabel. Figur 7B, 8B og 9B viser et langsgående snitt av en innstøpt vernkomponent ifølge oppfinnelsen, der plasseringen av sikkerhetsanordningene for utslipp (håndtering) av ioniserte gasser er fremhevet. Figur 7C, 8C og 9C viser et forstørret, langsgående snitt av sikkerhetsanordningene for utslipp (håndtering) av ioniserte gasser er fremhevet ved ulike faser av en utslippsprosess. Figure 1 shows a cross-section of an embodiment of the invention in the form of a cast-in circuit breaker where the connection devices are made up of electric cables. Figure 2 shows a cross-section of an embodiment of the invention in the form of a cast-in circuit breaker where the connection devices are made up of a male and a female plug. Figure 3 shows a cross-section of an embodiment of the invention in the form of a cast-in circuit breaker where the connection devices consist of a Schuko contact and an electric cable. Figure 4 shows a cross-section of an embodiment of the invention where the closing devices for the operating devices comprise a flexible membrane. Figure 5 shows a cross-section of an embodiment of the invention where the closing devices for the operating devices comprise a lid which can be screwed on. Figure 6 shows a cross-section of an embodiment of the invention where the closing devices for the operating devices comprise a flap lid. Figures 7, 8 and 9 show various views and sections of a protective component according to the invention, as detailed below. Figures 7A, 8A and 9A show a view of a molded-in protective component according to the invention, inserted against a side of the component where an electric cable is arranged. Figures 7B, 8B and 9B show a longitudinal section of a molded-in protective component according to the invention, where the location of the safety devices for emission (handling) of ionized gases is highlighted. Figures 7C, 8C and 9C show an enlarged, longitudinal section of the safety devices for discharge (handling) of ionized gases highlighted at various phases of a discharge process.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen Detailed description of the invention

Figur 1 viser skjematisk en utførelsesform av oppfinnelsen der elektronisk vernkomponent i form av en automatsikring (2) er innstøpt i støpemasse (6). Sikkerhetsanordningene for utslipp (håndtering) av ioniserte gasser er ikke vist i denne figuren og heller ikke i figurene 2 til 6. Nevnte Figure 1 schematically shows an embodiment of the invention where an electronic protection component in the form of a circuit breaker (2) is embedded in molding compound (6). The safety devices for the discharge (handling) of ionized gases are not shown in this figure nor in figures 2 to 6. Mentioned

sikkerhetsanordninger er imidlertid spesielt fremhevet i figurene 7A-C, 8A-C og 9A-C som beskrives i detalj nedenfor. however, safety devices are particularly highlighted in Figures 7A-C, 8A-C and 9A-C which are described in detail below.

Tilkoplingsanordningene for automatsikringen (1) utgjøres her av to elektriske kabler (5a, 5b) der den ene elektriske kabelen (5a) typisk er koplet til tilførsel, mens den andre elektriske kabelen (5b) typisk kan være koplet til en last for eksempel i form av en armatur. The connection devices for the circuit breaker (1) here consist of two electric cables (5a, 5b) where one electric cable (5a) is typically connected to the supply, while the other electric cable (5b) can typically be connected to a load, for example in the form of a fixture.

Automatsikringen (2) omfatter en betjeningsanordning (4) i form av en vippebryter (4a) som muliggjør manuell operasjon. Innstøpingsanordningene omfatter en ytre støpeform (7) som definerer formen på hoveddelen av den innstøpte automatsikringen (1). Støpeformen (7) og automatsikringen (2) samt plasseringen av disse i forhold til hverandre, bestemmer i hovedsak den endelige formen på støpemassen (6). The automatic fuse (2) comprises an operating device (4) in the form of a rocker switch (4a) which enables manual operation. The embedding devices comprise an outer mold (7) which defines the shape of the main part of the embedded circuit breaker (1). The mold (7) and the automatic fuse (2) as well as the position of these in relation to each other, mainly determine the final shape of the molding compound (6).

Ved konstruksjon av en utførelsesform av oppfinnelsen i form av en innstøpt automatsikring (1), er det en rekke aspekter/krav/kriterier som det bør tas hensyn til. Dimensjonering av innstøpingsanordningene (6, 7) gjøres primært for å bidra til å sikre den optimale innkapslingsgraden, men i tillegg bør det tas hensyn til blant annet varmeledningsevne, vekt, plass til innkapsling av elementer i tillegg til selve automatsikringen (2) for eksempel tilkoplingsanordninger (5a, 5b) og evne til å mekanisk låse disse elementene. I utførelsesformen i figurene er et støpe-masselag (6) anordnet slik at det er tynt ved de aktuelle deler av topp og bunn samt langsgående sideflater av automatsikringen (2), mens det er relativt tykt ved endeflatene (topp/bunn). De tynne delene av støpemassen (6) bidrar til å sikre god varmeledningsevne ut fra automatsikringen (2). Støpemassen (6) kan med fordel være av en varmeledende type. Mens de tykke områdene gir volum for effektivt å integrere utstyr f eks i form av tilkoplingsanordninger (5a, 5b). When constructing an embodiment of the invention in the form of a built-in circuit breaker (1), there are a number of aspects/requirements/criteria that should be taken into account. Dimensioning of the embedding devices (6, 7) is primarily done to help ensure the optimal degree of encapsulation, but in addition consideration should be given to, among other things, thermal conductivity, weight, space for encapsulation of elements in addition to the automatic fuse (2) itself, for example connection devices (5a, 5b) and ability to mechanically lock these elements. In the embodiment in the figures, a molding compound layer (6) is arranged so that it is thin at the relevant parts of the top and bottom as well as longitudinal side surfaces of the automatic fuse (2), while it is relatively thick at the end surfaces (top/bottom). The thin parts of the molding compound (6) help to ensure good thermal conductivity from the automatic fuse (2). The molding compound (6) can advantageously be of a heat-conducting type. While the thick areas provide volume for effectively integrating equipment, for example in the form of connection devices (5a, 5b).

En automatsikring (2) omfatter typisk en hoveddel hvis hovedfunksjon det er å bryte strømkretsen ved feil for derved primært å sikre ledningsnettet mot belastning det ikke er dimensjonert for. Det finnes automatsikringer (2) for en-polet og fler-polet brudd, men krav til to- eller fler-polet brudd blir stadig mer vanlig. A circuit breaker (2) typically comprises a main part whose main function is to break the current circuit in the event of a fault, thereby primarily securing the wiring network against loads for which it is not designed. There are circuit breakers (2) for single-pole and multi-pole breaks, but requirements for two- or more-pole breaks are becoming increasingly common.

De elektrotekniske komponentene som støpes inn vil typisk være standard utstyr. Det vil altså normalt ikke være nødvendig å anskaffe dedikerte produkter som ofte vil være uforholdsmessige kostbare. Produktene kan også gjerne være modulære. Standard, modulære produkter i innstøpt utgave vil imidlertid normalt størrelsesmessig avvike fra standard. Innstøpte versjoner i standard størrelser kan tenkes tilveiebrakt ved å produsere brytermateriell for innstøping i tilpasset mindre størrelse. The electrotechnical components that are cast in will typically be standard equipment. It will therefore not normally be necessary to acquire dedicated products, which will often be disproportionately expensive. The products can also be modular. However, standard, modular products in an embedded version will normally deviate from the standard in terms of size. Embedded versions in standard sizes can conceivably be provided by manufacturing switchgear for embedded in a custom smaller size.

Kapslingsgraden til en automatsikring (2) bestemmes av innkapslingsløsningen for elementene som automatsikringen (2) omfatter; altså hoveddelen, tilkoplingsanordningene og eventuelt betjeningsanordningene (4) med lukkeanordninger (8), der lukkeanordningene (8) normalt vil være transparente. I forbindelse med innkapsling vil utfordringene og løsningene være ulike for de tre nevnte gruppene av elementer. Videre vil det vaere av stor viktighet hvordan innkapslingsanordningene for nevnte tre grupper av elementer er integrert. Dette kommer vi nærmere inn på i det videre. Avslutningsvis i denne sammenheng vil vi nevne at kapslingsgraden til en standard automatsikring er IP20. The degree of enclosure of a circuit breaker (2) is determined by the enclosure solution for the elements that the circuit breaker (2) includes; i.e. the main part, the connection devices and possibly the operating devices (4) with closing devices (8), where the closing devices (8) will normally be transparent. In connection with encapsulation, the challenges and solutions will be different for the three aforementioned groups of elements. Furthermore, it will be of great importance how the encapsulation devices for the aforementioned three groups of elements are integrated. We will get into this in more detail later on. Finally, in this context, we would like to mention that the degree of protection of a standard circuit breaker is IP20.

Figur 1 viser en utførelsesform av oppfinnelsen i samsvar med den felles beskrivelsen for figur 1-3 ovenfor. De elektriske tilkoplingsanordningene omfatter her to elektriske kabler (5a, 5b), der den ene elektriske kabelen (5a) er anordnet for typisk å kunne tilkoples tilførsel, mens den andre (5b) er anordnet for typisk å kunne tilkoples last f eks i form av en armatur. Figure 1 shows an embodiment of the invention in accordance with the common description for Figures 1-3 above. The electrical connection devices here comprise two electrical cables (5a, 5b), where one electrical cable (5a) is arranged to typically be able to connect a supply, while the other (5b) is arranged to typically be able to be connected to a load, e.g. in the form of a fixture.

Denne utførelsesformen vil kunne oppnå en høy innkapslingsgrad som f eks IP69K (ref kapitlet angående Bakgrunn for oppfinnelsen), og derved anvendes under spesielt krevende forhold (se nedenfor). De elektriske kablene (5a, 5b) er her koplet direkte til sikringsautomaten (2). Derved behøver ikke tilkoplingsanordningene (5) å omfatte kontakter eller plugger. Kontakter og plugger er elementer som typisk gir lavere innkapslingsgrad. Eksempelvis gir en Schukokontakt med klapplokk en innkapslingsgrad på IP44. This embodiment will be able to achieve a high degree of encapsulation such as IP69K (refer to the chapter regarding Background for the invention), and thereby be used under particularly demanding conditions (see below). The electrical cables (5a, 5b) are here connected directly to the circuit breaker (2). Thereby, the connection devices (5) do not need to include contacts or plugs. Contacts and plugs are elements that typically provide a lower degree of encapsulation. For example, a Schuko connector with a flap lid provides an enclosure rating of IP44.

Innstøping av de elektriske kablene (5a, 5b) bidrar til å oppnå nevnte, høye innkapslingsgrad. Støpemassen (6) vil tette effektivt rundt kablene (5a, 5b) langs relativt lange deler av disse ved tilkoplingspunktene mot automatsikringen (2). Støpemassen (3) vil typisk være lett ekspanderende, noe som bidrar ytterligere til å sikre tetning ikke bare mot nevnte elektriske kabler (5a, 5b), men generelt for løsningen. Embedding the electrical cables (5a, 5b) helps to achieve the aforementioned high degree of encapsulation. The molding compound (6) will effectively seal around the cables (5a, 5b) along relatively long parts of them at the connection points to the circuit breaker (2). The molding compound (3) will typically be slightly expanding, which further contributes to ensuring a seal not only against said electric cables (5a, 5b), but generally for the solution.

En annen fordel med utførelsesformen med direkte tilkoplete ledere (5a, 5b), er at produksjon og vedlikehold forenkles og at anskaffelses- og vedlikeholdskostnadene reduseres. Innstøping av de elektriske kablene (5a, 5b) bidrar altså vesentlig til å oppnå den høye innkapslingsgraden ved denne utførelsesformen. Another advantage of the embodiment with directly connected conductors (5a, 5b) is that production and maintenance are simplified and that acquisition and maintenance costs are reduced. Embedding the electrical cables (5a, 5b) therefore contributes significantly to achieving the high degree of encapsulation in this embodiment.

Figur 2 viser ytterligere en utførelsesform der tilkoplingsanordningene omfatter en hann- og en hunnplugg (5c, 5d) til hvilke elektriske kabler med motsvarende hann- og hunnplugger kan tilkoples. Hann- og hunnpluggen (5c, 5d) er videre tilkoplet automatsikringen (2) ved hjelp av kabler. Sistnevnte kabler er for enkelhets skyld ikke tatt med i figuren. Figure 2 shows a further embodiment where the connection devices comprise a male and a female plug (5c, 5d) to which electrical cables with corresponding male and female plugs can be connected. The male and female plugs (5c, 5d) are further connected to the circuit breaker (2) using cables. The latter cables are not included in the figure for the sake of simplicity.

Denne utførelsesformen vil også kunne oppnå en relativt høy innkapslingsgrad som f eks IP67 eller IP68 (ref kapitlet angående Bakgrunn for oppfinnelsen), og derved anvendes under krevende forhold (se nedenfor). Samtidig som denne utførelsesformen kan tilby høy innkapslingsgrad, koples tilgrensende utstyr til ved hjelp av separate kabler; noe som kan være fordelaktig produksjon og installasjon. This embodiment will also be able to achieve a relatively high degree of encapsulation such as IP67 or IP68 (refer to the chapter regarding Background to the invention), and thereby be used under demanding conditions (see below). While this embodiment can offer a high degree of encapsulation, adjacent equipment is connected by means of separate cables; which can be beneficial for production and installation.

Figur 3 viser ytterligere en utførelsesform der tilkoplingsanordningene omfatter en Schukokontakt (5f), til hvilken elektriske kabler med motsvarende støpsel kan tilkoples. Schukokontakten (5f) er videre tilkoplet automatsikringen (2) ved hjelp av kabler. Sistnevnte kabler er for enkelhets skyld ikke tatt med i figuren. Figure 3 shows a further embodiment where the connection devices comprise a Schuko contact (5f), to which electrical cables with matching plugs can be connected. The Schuko contact (5f) is further connected to the circuit breaker (2) by means of cables. The latter cables are not included in the figure for the sake of simplicity.

Denne utførelsesformen tilbyr typisk f eks IP44 (ref kapitlet angående Bakgrunn for oppfinnelsen), altså en noe lavere innkapslingsgrad enn utførelsesformene nevnt ovenfor. Figurene 4, 5 og 6 illustrerer utførelsesformer med ulike versjoner av innkapslingsanordninger/lukkeanordninger (8) for betjeningsanordningene (4). Betjeningsanordningene (4) for en automatsikring (2) omfatter en vippebryter (4a) anordnet for manuelt å lukke og åpne den aktuelle strømkretsen. Innkapslingsanordningene for betjeningsorganene (4) bidrar til å sikre aktuell innkapslingsgrad av den innkapslede automatsikringen (1) samtidig som manuell betjening er praktisk mulig. Løsninger som gir enkel tilgang til betjeningsanordningene (4) for eksempel i form av et klapplokk, kan være ugunstige med tanke på å oppnå en god innkapslingsgrad. Egenskapene til den innstøpte automatsikringen (1) vil være avhengig av en god løsning for hvordan innkapslingsanordningene for betjeningsorganene (4a) er integrert med innkapslingene av hoveddelen av automatsikringen (2) . Figur 4 viser skjematisk en spesielt gunstig utførelsesform der innkapslingsanordningene for betjeningsanordningene (4) omfatter en fleksibel membran (8a). En slik membran (8a) kan for eksempel være utført i silikon. Den fleksible membranen (8a) muliggjør manuell operasjon av betjeningsorganene (4) uten at innkapslingsanordningene for betjeningsanordningene (4) behøver å åpnes og følgelig også uten bruk av verktøy; med andre ord har denne utførelsesformen ergonomisk gode egenskaper. Videre kan endekanten av den fleksible membranen (8a) støpes inn ved hjelp av innstøpingsmassen (6). Derved utgjør innkapslingsanordningene for automatsikringen (2) og for betjeningsanordningene (4) en sammenhengende kapslings-løsning. På denne måten kan en optimal innkapslingsgrad tilveiebringes. Utførelsesformen er videre konstruert slik at den ikke hindrer automatisk tripping (utløsning) ved overbelastning eller kortslutning. Utførelsesformen vil videre være lite kompleks ved at den omfatter et relativt lite antall konstruksjonselementer, samtidig som vedlikeholdet vil være enkelt. Løsningen vil også kunne være økonomisk gunstig både når det gjelder anskaffelses- og vedlikeholdskostnader. Avslutningsvis angående denne utførelsesformen poengteres det at man her oppnår en høy kapslingsgrad på IP69K, og at dette kombineres med andre gunstige egenskaper slik det er detaljert ovenfor. Figur 5 viser en utførelsesform der innkapslingsanordningene for betjeningsanordningene (4) omfatter et lokk festet med festanordninger (8b) for eksempel i form skruer, der lokket typisk ligger an mot en pakning for å forbedre kapslingsgrad. Lokket (8b) må åpnes for operasjon av betjeningsorganene (4); en operasjon som krever bruk av verktøy. De ergonomiske egenskaper vurderes derved å ikke være særlig gode. Videre kan også her endekanten av lokksanordningene (8b) støpes inn ved hjelp av innstøpingsmassen. Innkapslingsanordningene for automatsikringen (2) og for betjeningsanordningene (4) utgjør ikke en sammenhengende kapslingsløsning, men et lokk festet med festanordninger gir god kapslingsgrad. Kapslingsgraden som kan tilveiebringes ved hjelp av denne løsningen, vil kunne være IP69K. Figur 6 viser en utførelsesform der innkapslingsanordningene for betjeningsanordningene (4) omfatter et klapplokk (8c). Klapplokksanordningene (8c) må åpnes for operasjon av betjeningsorganene (4), men krever ikke bruk av verktøy. Tilhørende ergonomiske egenskaper vurderes derved å være relativt gode. Videre kan endekanten av klapplokksanordningene (8c) støpes inn ved hjelp av innstøpingsmassen. Innkapslingsanordningene for automatsikringen (2) og for betjeningsanordningene (4) utgjør imidlertid ikke en sammenhengende kapslingsløsning da klapplokket sikrer kapsling ved hjelp av pakningsanordninger. Kapslingsgraden som kan tilveiebringes ved hjelp av denne løsningen, vil typisk kunne være IP66-67. Figurene 1 til 6 beskrevet ovenfor, presenterer primært kapslingsanordningene ifølge oppfinnelsen. This embodiment typically offers, for example, IP44 (ref the chapter regarding Background for the invention), i.e. a somewhat lower degree of encapsulation than the embodiments mentioned above. Figures 4, 5 and 6 illustrate embodiments with different versions of encapsulation devices/closing devices (8) for the operating devices (4). The operating devices (4) for an automatic fuse (2) comprise a rocker switch (4a) arranged to manually close and open the current circuit in question. The encapsulation devices for the operating elements (4) help to ensure the current degree of encapsulation of the encapsulated automatic fuse (1) while manual operation is practically possible. Solutions that provide easy access to the operating devices (4), for example in the form of a flap lid, may be unfavorable in terms of achieving a good degree of encapsulation. The properties of the embedded circuit breaker (1) will depend on a good solution for how the encapsulation devices for the operating devices (4a) are integrated with the enclosures of the main part of the circuit breaker (2). Figure 4 schematically shows a particularly advantageous embodiment where the encapsulation devices for the operating devices (4) comprise a flexible membrane (8a). Such a membrane (8a) can, for example, be made of silicone. The flexible membrane (8a) enables manual operation of the operating devices (4) without the encapsulation devices for the operating devices (4) having to be opened and consequently also without the use of tools; in other words, this embodiment has ergonomically good properties. Furthermore, the end edge of the flexible membrane (8a) can be cast in using the casting compound (6). Thereby, the encapsulation devices for the automatic fuse (2) and for the operating devices (4) form a coherent encapsulation solution. In this way, an optimal degree of encapsulation can be provided. The embodiment is also designed so that it does not prevent automatic tripping (triggering) in the event of overload or short circuit. The design will also be uncomplicated in that it comprises a relatively small number of structural elements, while maintenance will be simple. The solution will also be economically beneficial both in terms of acquisition and maintenance costs. In conclusion regarding this embodiment, it is pointed out that a high degree of enclosure of IP69K is achieved here, and that this is combined with other favorable properties as detailed above. Figure 5 shows an embodiment in which the encapsulation devices for the operating devices (4) comprise a lid attached with fastening devices (8b), for example in the form of screws, where the lid typically rests against a seal to improve the degree of enclosure. The lid (8b) must be opened for operation of the controls (4); an operation that requires the use of tools. The ergonomic properties are therefore considered not to be very good. Furthermore, here too, the end edge of the lid devices (8b) can be molded in using the casting compound. The enclosure devices for the automatic fuse (2) and for the operating devices (4) do not form a coherent enclosure solution, but a cover attached with fastening devices provides a good degree of enclosure. The degree of protection that can be provided using this solution could be IP69K. Figure 6 shows an embodiment in which the encapsulation devices for the operating devices (4) comprise a flap lid (8c). The flap lid devices (8c) must be opened for operation by the operating means (4), but do not require the use of tools. Associated ergonomic properties are therefore considered to be relatively good. Furthermore, the end edge of the flap lid devices (8c) can be molded in using the casting compound. The encapsulation devices for the automatic fuse (2) and for the operating devices (4) do not, however, constitute a coherent encapsulation solution as the flap lid ensures encapsulation by means of sealing devices. The degree of protection that can be provided using this solution will typically be IP66-67. Figures 1 to 6 described above primarily present the enclosure devices according to the invention.

Sikkerhetsanordninger for å slippe ut (håndtere) ekspanderende ioniserte gasser som dannes ved kortslutningsstrømmer utgjør sentrale trekk ved oppfinnelsen som illustreres i påfølgende figurer. Safety devices for releasing (handling) expanding ionized gases which are formed by short-circuit currents constitute central features of the invention which are illustrated in subsequent figures.

Figur 7A, 8A og 9A viser riss av en innstøpt vernkomponent (1) ifølge oppfinnelsen, sett inn mot en side av komponenten der det er anordnet en elektrisk kabel. Den elektriske kabelen er ført inn i den innstøpte vernkomponenten gjennom et hull eller utsparing i en endevegg av huset. I nevnte hull eller utsparing er det videre anordnet et tetningselement som vil bli beskrevet nærmere i tilknytning til figurene 7B, 8B og 9B. Figures 7A, 8A and 9A show views of a cast-in protective component (1) according to the invention, inserted against a side of the component where an electric cable is arranged. The electric cable is led into the embedded protective component through a hole or recess in an end wall of the housing. In said hole or recess, a sealing element is further arranged which will be described in more detail in connection with figures 7B, 8B and 9B.

Ved ytterkantene av endeveggen er det illustrert en kabeltetning som bidrar til å sikre at kabelgjennomføringen blir tett mot støpemassen. At the outer edges of the end wall, a cable seal is illustrated which helps to ensure that the cable entry is tight against the molding compound.

I overkant av endeveggen ser man endeflaten av innkapslingsanordningene for betjeningsanordningene som er beskrevet i mer detalj ovenfor. Above the end wall you can see the end surface of the encapsulation devices for the operating devices which are described in more detail above.

Avslutningsvis angående figurene 7A, 8A og 9A vil vi nevne at de stiplede linjene A-A, B-B og C-C kun er med for å illustrere hvor i tverretning det langsgående snittet som presenteres i Figurene 7B, 8B og 9B er lagt. In conclusion regarding Figures 7A, 8A and 9A, we would like to mention that the dashed lines A-A, B-B and C-C are only included to illustrate where in the transverse direction the longitudinal section presented in Figures 7B, 8B and 9B is laid.

Figur 7B, 8B og 9B viser et langsgående snitt av en innstøpt vernkomponent (1) ifølge oppfinnelsen, der den omtrentlige plasseringen av sikkerhetsanordningene for utslipp av ioniserte gasser er fremhevet ved en stiplet sirkel nede til høyre på figurene. Figures 7B, 8B and 9B show a longitudinal section of a molded-in protection component (1) according to the invention, where the approximate location of the safety devices for the release of ionized gases is highlighted by a dotted circle at the bottom right of the figures.

Den tekniske funksjonen av nevnte sikkerhetsanordninger (eksplosjonssikring) beskrives i det følgende. The technical function of the aforementioned safety devices (explosion protection) is described below.

Ved en kortslutning i vernkomponenten, som her utgjøres av en sikring (2), vil det dannes ioniserte gasser ved høy temperatur. Disse gassene vil øke trykket i sikringen (2) fordi ved full innstøping vil sikringen (2) være omsluttet av en tett masse (6) som hermetisk lukker mulighetene for at gassene skal slippe ut. In the event of a short circuit in the protective component, which here consists of a fuse (2), ionized gases will be formed at high temperature. These gases will increase the pressure in the fuse (2) because when fully embedded, the fuse (2) will be surrounded by a dense mass (6) which hermetically closes the possibility of the gases escaping.

Sikringen (2) har en eller flere åpninger (12) som er konstruert for å slippe ut gassene ved kortslutning, men på grunn av innstøpningen vil disse åpningene (12) være tettet. I den illustrerte utførelsesformen er det over åpningene (12) anordnet en membran (13) som hindrer støpemasse (6) å trenge inn i sikringselementet (2). The fuse (2) has one or more openings (12) which are designed to release the gases in the event of a short circuit, but due to the embedment these openings (12) will be sealed. In the illustrated embodiment, a membrane (13) is arranged above the openings (12) which prevents molding compound (6) from penetrating into the securing element (2).

Ved en kortslutning og utvikling av ioniserte gasser med trykk vil denne membranen (13) kunne bli presset utover og skape et trykk mot utenforliggende elementer som omfatter eksplosjonssikringselementet (14) og støpemasse (6). In the event of a short circuit and the development of ionized gases with pressure, this membrane (13) could be pushed outwards and create a pressure against external elements which include the explosion protection element (14) and casting compound (6).

Eksplosjonssikringselementet (14) er anordnet i et sikringsvolum () i det minste delvis avgrenset av støpemassen (6), og har en slik egenskap at det ved trykk blir presset sammen og vil danne et hulrom (15) som vil minke trykket og derved hindre at sikringen (2) sprenges i stykker og skaper fare for det personell som betjener den. The explosion protection element (14) is arranged in a protection volume () at least partially bounded by the molding compound (6), and has such a property that it is pressed together under pressure and will form a cavity (15) which will reduce the pressure and thereby prevent the fuse (2) is blown to pieces and poses a danger to the personnel who operate it.

Ved en større kortslutning vil eksplosjonssikringselementet (14) bli ytterligere trykket sammen og til slutt slippe ut gassene til fri luft og dermed avlaste trykket i sikringen (14) i en sikker retning fra det personellet som betjener den. In the event of a larger short circuit, the explosion protection element (14) will be further compressed and eventually release the gases into the open air and thus relieve the pressure in the fuse (14) in a safe direction from the personnel who operate it.

I det videre beskrives de illustrerte utførelsesformene i noe større grad av detalj. In what follows, the illustrated embodiments are described in somewhat greater detail.

Et eksplosjonssikringselementet (14) er typisk utformet slik at det kan anordnes nær vernkomponenten (2) der denne har åpninger (12) for å slippe ut gass ved en kortslutning. Eventuelt kan det være flere eksplosjonssikringselementer. I foreliggende utførelsesform er eksplosjonssikringselementet (14) langstrakt og har et tverrsnitt slik det er illustrert i figurene 7C, 8C og 9C. Eksplosjonssikringselementet kan imidlertid også ha andre former enn det som er illustrert i nevnte figurer. Eksplosjonssikringselementet (14) har typisk en slik form at det kan være med å danne et hulrom (15) ved nevnte en eller flere åpninger (12). Videre er elementet (14) typisk anordnet slik at det ved den innstøpte komponentens (1) ytre side, i hovedsak er dekket av lag støpemasse (6). Elementet (14) kan imidlertid være anordnet med en utragende del (16) som er egnet til å stikke ut gjennom nevnte lag av støpemasse (6). Figurene 7C, 8C og 9C illustrerer tre mulige tilstander av sikringsanordningene ved kortslutning i sikringen (2). Figur 7B og 7C viser den innstøpte vernkomponenten (1) i en normal arbeidsposisjon der det enten ikke har vært noen eksplosjon eller eventuelt en eksplosjon av slik størrelse at eksplosjonssikringselementet (14) ikke er komprimert. Den innstøpte vernkomponenten (1) opprettholder derved sin sikringsfunksjon og kan gjenbrukes. Figur 8B og 8C illustrerer en andre tilstand der det har vært en eksplosjon og der eksplosjonssikringselementet (14) er komprimert slik at volumet (15) for å motta de ioniserte gassene er økt i forhold til det opprinnelige volumet. Nevnte komprimering er imidlertid ikke permanent, men elastisk, i den forstand at eksplosjonssikringselement (14) vil få tilbake sin opprinnelige form når trykket faller til det normale. I likhet med for den første tilstanden, vil også her vernkomponenten An explosion protection element (14) is typically designed so that it can be arranged close to the protective component (2) where this has openings (12) to release gas in the event of a short circuit. Optionally, there may be several explosion protection elements. In the present embodiment, the explosion protection element (14) is elongated and has a cross-section as illustrated in figures 7C, 8C and 9C. However, the explosion protection element can also have other shapes than those illustrated in the figures mentioned. The explosion protection element (14) typically has such a shape that it can help to form a cavity (15) at said one or more openings (12). Furthermore, the element (14) is typically arranged so that, on the outer side of the cast-in component (1), it is essentially covered by a layer of molding compound (6). However, the element (14) can be provided with a projecting part (16) which is suitable for protruding through said layer of molding compound (6). Figures 7C, 8C and 9C illustrate three possible states of the fuse devices in the event of a short circuit in the fuse (2). Figures 7B and 7C show the embedded protection component (1) in a normal working position where there has either been no explosion or possibly an explosion of such a size that the explosion protection element (14) is not compressed. The cast-in protective component (1) thereby maintains its safety function and can be reused. Figures 8B and 8C illustrate a second condition where there has been an explosion and where the explosion protection element (14) is compressed so that the volume (15) for receiving the ionized gases is increased in relation to the original volume. However, said compression is not permanent, but elastic, in the sense that the explosion protection element (14) will return to its original shape when the pressure drops to normal. As for the first condition, here too the protection component will

(1) kunne gjenbrukes. (1) could be reused.

Figur 9B og 9C illustrerer en tredje tilstand der det har vært en kortslutning, og der eksplosjonssikringselementet (14) er komprimert slik at volumet (15) for å motta de ioniserte gassene er økt i forhold til det opprinnelige volumet. Nevnte komprimering er her permanent, plastisk, i den forstand at eksplosjonssikringselement (14) ikke vil få tilbake sin opprinnelige form når trykket faller til det normale. Videre er deler eksplosjonssikringselementet (14) ved nevnte utragende del (16), deformert i en slik grad at de ioniserte gassene strømmer helt ut av den innstøpte vernkomponenten (1). I tillegg kan eksplosjonssikringselementet (14) være forskjøvet i forhold til den omkringliggende støpemasse (6), og ved en kraftig kortslutning vil hele eller deler av eksplosjonssikringselementet (14) kunne skyves helt ut av den innstøpte komponenten (1). I motsetning til for de to forannevnte tilstandene, vil her vernkomponenten (1) være permanent ødelagt og ikke kunne gjenbrukes. Figures 9B and 9C illustrate a third condition where there has been a short circuit, and where the explosion protection element (14) is compressed so that the volume (15) for receiving the ionized gases is increased in relation to the original volume. Said compression is here permanent, plastic, in the sense that the explosion protection element (14) will not regain its original shape when the pressure drops to normal. Furthermore, parts of the explosion protection element (14) at said projecting part (16) are deformed to such an extent that the ionized gases flow completely out of the embedded protective component (1). In addition, the explosion protection element (14) can be displaced in relation to the surrounding molding compound (6), and in the event of a severe short circuit, all or parts of the explosion protection element (14) can be pushed completely out of the embedded component (1). In contrast to the two aforementioned conditions, here the protective component (1) will be permanently destroyed and cannot be reused.

I tillegg til sin hovedfunksjon som er å øke sikkerhet ved kortslutning, har eksplosjonssikringselementet (14) også som en tetningsfunksjon. Det må derfor være helt eller delvis omsluttet av støpemasse (6), og være dimensjonert for de aktuelle trykk fra utsiden. In addition to its main function, which is to increase safety in the event of a short circuit, the explosion protection element (14) also has a sealing function. It must therefore be completely or partially enclosed by molding compound (6), and be sized for the relevant pressures from the outside.

Figur 7C, 8C og 9C viser et forstørret, langsgående snitt av sikkerhetsanordningene for utslipp (håndtering) av ioniserte gasser er fremhevet ved ulike faser av en utslippsprosess. Figures 7C, 8C and 9C show an enlarged, longitudinal section of the safety devices for discharge (handling) of ionized gases highlighted at various phases of a discharge process.

Oppfinnelsen vedrører videre en fremgangsmåte for å håndtere ioniserte gasser dannet ved kortslutning i innstøpt, elektroteknisk vernkomponent (1) der den innstøpte vernkomponenten av en slik type som er beskrevet ovenfor. The invention further relates to a method for handling ionized gases formed by short-circuiting in a cast-in, electrotechnical protective component (1) where the cast-in protective component is of the type described above.

Fremgangsmåten for å håndtere ioniserte gasser omfatter å slippe ekspanderende ionisert gass som dannes ved kortslutningen, ut gjennom åpninger (12) i vernkomponenten, og å motta den ioniserte gassen som slippes ut gjennom åpningene (12), i et sikringsvolum anordnet ved nevnte åpninger (12), der sikringsvolumet i det minste delvis avgrenses av støpemassen (6). Videre kan fremgangsmåte omfatte å redusere trykk i den innstøpte vernkomponenten (1) ved at gassen som slippes ut gjennom åpningene (12) bidrar til å elastisk komprimere et materiale som er anordnet i sikringsvolumet, og deretter eventuelt redusere trykk i den innstøpte vernkomponenten (1) ved at gassen som slippes ut gjennom åpningene (12) bidrar til å plastisk komprimere et materiale som er anordnet i sikringsvolumet. The method for handling ionized gases comprises releasing expanding ionized gas which is formed by the short circuit, out through openings (12) in the protection component, and receiving the ionized gas which is released through the openings (12) in a protective volume arranged at said openings (12 ), where the securing volume is at least partially delimited by the molding compound (6). Furthermore, the method can include reducing pressure in the embedded protective component (1) by the gas that is released through the openings (12) helping to elastically compress a material that is arranged in the securing volume, and then optionally reducing pressure in the embedded protective component (1) in that the gas released through the openings (12) helps to plastically compress a material arranged in the securing volume.

Avslutningsvis kan fremgangsmåten omfatte å redusere trykk i den innstøpte vernkomponenten (1) ved at gassen som slippes ut gjennom åpningene (12) bidrar til å permanent deformere materialet som er anordnet i sikringsvolumet i en slik grad at deler av gassen tillates å slippe ut av den innstøpte komponenten (1). In conclusion, the method may include reducing pressure in the embedded protection component (1) by the gas that is released through the openings (12) helping to permanently deform the material that is arranged in the protection volume to such an extent that parts of the gas are allowed to escape from it embedded component (1).

Innstøping Embedding

Støpemassen (6) kan være en- eller to-komponent. En-komponent støpemasse (som f eks termoplaster) er flytende ved relativt høy temperatur, mens to-komponent støpemasse (som f eks epoxy, polyuretan, silikon og/eller polyester) er flytende ved sammenblanding av de to komponentene for deretter å herdes. Støpemassen kan også være av andre kategorier som f eks en-komponent lim eller maling. Egenskapene til støpemassen. Støpemassen (6) i flytende/viskøs tilstand anordnes i volumet mellom støpeformen (7) og vernkomponenten som skal innstøpes. Støpemassen (6) skal normalt ikke få anledning til å trenge inne i vernkomponenten der den kan være til hinder for mekanisk operasjon av materiellet. Derfor kan det ved behov før innstøping være aktuelt å tette eventuelle mekaniske åpninger i vernkomponenten ved hjelp av tetningsmidler som for eksempel membran, tape eller lignende. The molding compound (6) can be one- or two-component. One-component molding compounds (such as thermoplastics) are liquid at a relatively high temperature, while two-component molding compounds (such as epoxy, polyurethane, silicone and/or polyester) are liquid when the two components are mixed together and then hardened. The molding compound can also be of other categories, such as one-component glue or paint. The properties of the casting compound. The molding compound (6) in a liquid/viscous state is arranged in the volume between the mold (7) and the protective component to be embedded. The molding compound (6) should not normally have the opportunity to penetrate the protective component where it could hinder mechanical operation of the material. Therefore, if necessary, before embedding, it may be relevant to seal any mechanical openings in the protective component using sealants such as membrane, tape or the like.

Da dette er normerte modulærprodukter som ikke tidligere har vært innstøpt, er det aktuelt å sikre at støpemasse ikke trenger inn i produktene ved fylling av støpemasse. Dette kan for eksempel gjøres ved at en fasongstøpt 2-delt silikon eller naturgummi hette tres over produktet. Først trekkes underdelen opp til der skruetilkoplinger er anordnet. Kablene stikkes så igjennom denne for å festes ved hjelp av koplingsklemmene. Så trekkes overdelen bestående av en transparent TPE plast, ned til kablene. Naturgummihetten trekkes så over TPE delen og overlapper underdelen. Naturgummihetten kan eksempelvis være ca. 20% mindre enn produktet de trekkes over. Dette for å sikre god tetting rundt produktet og hindre luftfylte rom, samtidig sikres god tetning rundt overlapp. As these are standardized modular products that have not previously been cast in, it is relevant to ensure that molding compound does not penetrate into the products when filling with molding compound. This can be done, for example, by threading a molded 2-part silicone or natural rubber cap over the product. First, the lower part is pulled up to where the screw connections are arranged. The cables are then inserted through this to be attached using the connection clamps. Then the upper part consisting of a transparent TPE plastic is pulled down to the cables. The natural rubber cap is then pulled over the TPE part and overlaps the lower part. The natural rubber cap can, for example, be approx. 20% less than the product they are drawn on. This is to ensure good sealing around the product and prevent air-filled spaces, while also ensuring good sealing around overlaps.

Innstøping bør skje i tørre omgivelser for å hindre at fukt som kan kondensere, lukkes inne i den innstøpte løsningen. En alternativ løsning er at en gass som er egnet til å hindre kondens, lukkes inn i automatsikring ved innstøping. Casting should take place in a dry environment to prevent moisture that can condense from being trapped inside the cast solution. An alternative solution is for a gas which is suitable to prevent condensation to be closed into the automatic fuse when embedding.

Festeanordninger Fixing devices

Festanordninger f eks i form av et veggfeste for en innstøpt automatsikring, kan festes til nevnte innstøpte automatsikring ved at deler festanordningen støpes inn i støpemassen. Fastening devices, for example in the form of a wall mount for a cast-in circuit breaker, can be attached to said cast-in circuit breaker by casting parts of the fastening device into the molding compound.

Systemer Systems

Mange forskjellige typer elektriske systemløsninger kan omfatte innstøpt, elektroteknisk vernkomponent . System-løsningene kan omfatte en eller flere innstøpte enheter, eventuelt en eller flere andre elektriske enheter, og eventuelt andre anordninger. De innstøpte enhetene vil mest typisk være innstøpt separat, men mer enn enhet kan inngå i et integrert, innstøpt delsystem. Et eksempel på en relativt enkel systemløsning kan omfatte en kombinasjon av en automatsikring og en stikkontakt. En slik systemløsning er aktuell for flere anvendelser deriblant for eksempel tilkopling til strømnett ved kai for fritidsbåter, eller for tilkopling av campingvogn eller uttak for oppladning av batteri for el-bil. Many different types of electrical system solutions can include embedded, electrotechnical protection components. The system solutions may include one or more embedded units, possibly one or more other electrical units, and possibly other devices. The embedded units will most typically be embedded separately, but more than one unit can form part of an integrated, embedded subsystem. An example of a relatively simple system solution could include a combination of a circuit breaker and a socket. Such a system solution is relevant for several applications, including, for example, connection to the power grid at a quay for leisure boats, or for connection to a caravan or an outlet for charging the battery for an electric car.

Anvendelser Applications

Generelt kan oppfinnelsen anvendes i forskjellige former for elektriske installasjoner både i industriell og privat sammenheng, og både militært og sivilt. Anvendelse er for eksempel aktuelt i forbindelse med næringsmiddelproduksjon, treforedlingsindustri, jernbanesammenheng, vaskehaller, veilys, lystbåter, yrkesbåter, campingvogner, maskiner, verktøy, strømuttak, fordelinger og liknende. In general, the invention can be used in various forms of electrical installations in both industrial and private contexts, and both military and civilian. Application is relevant, for example, in connection with food production, the wood processing industry, railway connections, car washes, street lights, pleasure boats, commercial boats, caravans, machines, tools, power outlets, distributions and the like.

En aktuell anvendelse av innstøpt vernkomponenter i korrosivt miljø for eksempel i forbindelse med treforedlingsindustrien. Ved at brytermateriellet kan installeres i det korrosiv miljøet nær de aktuelle maskinene, slipper man å trekke nevnte materiell ut av nevnte miljø, noe som kan gi forbedret plassering i forhold til resten av det tekniske systemet, som igjen kan bety enklere løsninger og lavere anskaffelseskostnader. Alternativt kunne man anvendt bokser ifølge teknikkens stand med høy kapslingsgrad, men disse ville gi både mer komplekse og kostbare løsninger. A current application of embedded protective components in a corrosive environment, for example in connection with the wood processing industry. By the fact that the switch material can be installed in the corrosive environment close to the machines in question, there is no need to pull said material out of said environment, which can provide improved placement in relation to the rest of the technical system, which in turn can mean simpler solutions and lower procurement costs. Alternatively, boxes could be used according to the state of the art with a high degree of enclosure, but these would provide both more complex and expensive solutions.

En spesielt aktuell anvendelse av oppfinnelsen er bruk av en innstøpt automatsikring i lysstolper. I tidligere tider var det ikke krav til 2-polet brudd ved utfall i lysstolper, og det ble anvendt smeltesikringer. Krav til 2-polet brudd kombinert med behov for høy kapslingsgrad, gir behov for en innstøpt automatsikring. Kabelen til armatur vil typisk være 6-10 m lang, mens kabelen til tilførsel normal vil være kortere (eksempelvis ca 50 cm). Den innstøpte automatsikringen kan være i henhold til en av utførelsesformene beskrevet ovenfor. A particularly relevant application of the invention is the use of a built-in circuit breaker in light poles. In earlier times, there was no requirement for a 2-pole break in case of failure in light poles, and fuses were used. The requirement for 2-pole breaking combined with the need for a high degree of enclosure creates a need for a built-in circuit breaker. The cable to the fixture will typically be 6-10 m long, while the cable to the normal supply will be shorter (for example approx. 50 cm). The embedded circuit breaker can be according to one of the embodiments described above.

Claims

1. Cast-in electrotechnical component, where said component comprises operating devices and at least one electrical connection device (5), as well as encapsulation devices suitable to protect the component against the penetration of solid objects and fluids, where the encapsulation devices further comprise molding compound (6) which encloses parts of the component in order to contribute to achieving an improved degree of enclosure, characterized in that - the embedded, electrotechnical component includes a modular, electrotechnical protection component in the form of a circuit breaker, earth fault circuit breaker, circuit breaker or combi circuit breaker; - the protective component comprises openings arranged to allow the release of expanding ionized gas which is formed by short-circuit currents in the protective component, so that the maximum pressure in the protective component is reduced; - the embedded component includes safety devices for handling the ionized gas; - the safety devices comprise a safety volume arranged at the openings in the protective component, where the safety volume is at least partially delimited by the molding compound, and a explosion protection element, where the explosion protection element is arranged in the protection volume.

2. Embedded electrotechnical component according to claim 1, where the safety devices are arranged for step-by-step handling of the release, where the explosion protection element comprises a material that is suitable to be deformed when exposed to an external pressure, and where the material is dimensioned so that with increasing pressure: - first compresses elastically; - then plastically compressed; and - finally deforms permanently and to such an extent that the gas is allowed to escape from the embedded component.

4. Encapsulated electrotechnical component according to one of claims 1 to 3, where the material which is suitable for deformation comprises closed cells.

5. Encapsulated electrotechnical component according to claim 4, where the material which is suitable to be deformed comprises polyurethane foam, soft plastic, rubber or other deformable materials.

6. Cast-in electrotechnical component according to one of claims 1 to 5, where the encapsulation devices further comprise sealing elements with one or more membrane elements arranged tightly surrounding parts of said protective component so that the arrangement is suitable to help prevent molding compound from penetrating into the protective component.

7. Embedded electrotechnical component according to claim 6, where the one or more membrane elements are also arranged to help protect the component against the ingress of dust, liquids, gas, steam and other fluids.

8. Embedded electrotechnical component according to claim 6 or 7, where the encapsulation devices comprise a second membrane, where the second membrane is arranged to allow operation of the operating means, at the same time that the membrane encloses adjacent parts of the protective component, while the first membrane is suitable to enclose parts of the protective component on the opposite side of this, and where the two membranes are suitable for overlapping to protect the entire protective component.

9. Cast-in electrotechnical component according to one of claims 6 to 8, where at least one membrane element is arranged to contribute to sealing against penetration of molding compound when introducing cables.

10. Cast-in electrotechnical component according to one of claims 6 to 9, where the molding compound helps to attach/lock end pieces so that the sealing of the housing around contacts is improved.

11. Method for handling ionized gases formed by a short circuit in an embedded, electrotechnical protective component, comprising the following steps: - releasing expanding ionized gas that is formed during the short circuit, out through openings in the protective component; characterized by further steps: - receiving the ionized gas as is released through the openings, in a containment volume arranged at said openings, where the containment volume is at least partially delimited by the molding compound.

12. Method according to claim 11, further comprising the following steps: - reducing pressure in the embedded protective component by the gas that is released through the openings helping to elastically compress a material arranged in the safety volume.

13. Method according to claim 11 or 12, further comprising the following steps: - reducing pressure in the embedded protective component by the gas that is released through the openings helping to plastically compress a material arranged in the safety volume.

14. Method according to one of claims 11 to 13, further comprising the following steps: - to reduce pressure in the embedded protection component by the fact that the gas released through the openings helps to permanently deform the material arranged in the protection volume to such an extent that parts of the gas is allowed to escape from the embedded component