低压保护开关设备和组装方法技术

根据本发明专利技术的低压保护开关设备具有：绝缘材料壳体，其具有前侧、与前侧相对置的紧固侧、将前侧和紧固侧连接的窄侧和宽侧；以及开关触头，其具有位置固定地布置在绝缘材料壳体中的固定触头和相对于可其运动的运动触头。此外，低压保护开关设备具有电弧熄灭室和电弧导轨，该电弧导轨的第一端部在电弧熄灭室下方引导并且其第二端部在开关触头的方向上突出。低压保护开关设备还具有印刷电路板，其布置在电弧熄灭室和紧固侧之间，其中，印刷电路板通过电压抽头与电弧导轨导电连接。借助以节省空间的方式布置在紧固侧的区域中的印刷电路板，低压保护开关设备可以配备有附加的数字功能。印刷电路板的电压供应在此以节省空间的方式通过电弧导轨实现。电弧导轨实现。电弧导轨实现。

【技术实现步骤摘要】
低压保护开关设备和组装方法


[0001]本专利技术涉及一种具有绝缘材料壳体的低压保护开关设备，在该绝缘材料壳体中布置有印刷电路板。此外，本专利技术涉及一种用于这种低压保护开关设备的组装方法。

技术介绍

[0002]机电保护开关设备(例如断路器、线路保护开关、故障电流保护开关以及电弧保护开关或防火保护开关)用于监控和保护电气电路，并且尤其用作电能供应网络和配电网络中的开关元件和安全元件。为了监控和保护电气电路，保护开关设备通过两个或更多个连接端子与要监控的电路的电气线路导电连接，以便在必要时中断相应的被监控线路中的电流。为此，保护开关设备具有至少一个开关触头，该开关触头可以在出现预定义的状态时、例如在检测到短路或故障电流时断开，以便将被监控的电路与电气线路网分开。这种保护开关设备在低压
中也被已知为串联安装设备
[0003][0004]断路器在此被设计为专门用于高电流。也称为“微型断路器”(Miniature Circuit Breaker，MCB)的线路保护开关(所谓的LS开关)代表电气安装中的所谓的过电流保护装置，并且尤其在低压电网领域中使用。断路器和线路保护开关确保在短路情况下的安全关断，并且保护耗电器和设备免于过载、例如免于由于过高的电流引起的过强发热导致的电气线路的损坏。断路器和线路保护开关被设计为，在短路情况下或在出现过载时自动关断要监控的电路并且因此将该电路与其余线路网分开。断路器和线路保护开关因此尤其用作用于监控和保护电气供电网络中的电气电路的开关元件和安全元件。线路保护开关原则上由出版物DE 10 2015 217 704 A1、EP 2 980 822A1、DE 10 2015 213 375 A1、DE 10 2013 211 539 A1或还由EP 2 685 482 B1已知。
[0005]为了中断唯一的相线路，通常使用单极线路保护开关，其通常具有一个分度单位(对应于约18mm)的宽度。对于三相连接(作为三个单极开关设备的替换方案)，使用三极线路保护开关，其相应地具有三个分度单位(对应于约54mm)的宽度。在此，三个相导体中的每个相导体都与一个极、即一个开关点相关联。如果除了三个相导体之外还应中断中性导体，则称之为四极设备，其具有四个开关点：三个开关点用于三个相导体以及一个开关点用于共同的中性导体。
[0006]此外，存在紧凑的线路保护开关，其在壳体宽度仅为一个分度单位的情况下为各个连接线路提供两个开关触头、即用于两个相线路(1+1型紧凑线路保护开关)或用于一个相线路和中性导体(1+N型紧凑线路保护开关)。这种细长设计的紧凑保护开关设备原则上例如由出版物DE 10 2004 034 859A1、EP 1 191 562 B1或EP 1 473 750 A1已知。
[0007]故障电流保护开关是一种保护装置，其用于确保针对电气设备中的危险的故障电流的保护。这种也称为差动电流的故障电流在带电的线路部分与接地有电接触时出现。例如当人碰触电气设备的带电部分时就是这种情况：在这种情况下，电流作为故障电流通过有关人员的身体流向大地。为了防止这种人体电流，故障电流保护开关必须在出现这种故
障电流时快速且安全地将电气设备在所有极上与线路网分开。在一般的语言用法中，也可以对等地使用术语“FI保护开关(简称：FI开关)”、“差动电流保护开关(简称：DI开关)”或RCD(Residual Current Protective Device，剩余电流保护装置)来代替术语“故障电流保护开关”。
[0008]为了检测这种故障电流或差动电流，借助所谓的总和电流互感器将向耗电器导出的线路(例如相线路)中的电流大小与从耗电器返回的线路(例如中性导体)中的电流大小进行比较。该总和电流互感器具有环形磁芯，初级导体(导出的线路和返回的线路)引导通过该磁芯。磁芯本身被次级导体或次级绕组缠绕。在没有故障电流的状态下，流向耗电器的电流的总和等于从耗电器流回的电流的总和。如果电流以矢量方式、即方向相关地或带符号地相加，则在没有故障电流的状态下，在导出线路和返回线路中的电流的带符号总和等于零：在次级导体中没有感应出感应电流。与此不同，在流向接地的故障电流或差动电流的情况下，在总和电流互感器中检测出的流向和流回电流的总和不等于零。在此出现的电流差导致在次级绕组处感应出与电流差成比例的电压，因此次级电流在次级绕组中流动。该次级电流用作故障电流信号并且在超过预定的值时导致触发保护开关设备，并且因此通过断开保护开关设备的至少一个开关触头导致相应的受保护电路被关断。
[0009]在故障电流保护开关中，还在电网电压相关和电网电压不相关的设备类型之间进行区分：电网电压相关的故障电流保护开关具有带有触发器的控制电子器件，该控制电气器件依赖辅助电压或电网电压来实现其功能，而电网电压不相关的故障电流保护开关不需要辅助电压或电网电压来实现触发功能，而是通常具有稍微更大的总和电流互感器来实现电网电压不相关的触发，由此可以在次级绕组中产生更大的感应电流。
[0010]电弧保护开关或防火保护开关用于检测干扰电弧，该干扰电弧例如可能在电气线路的故障点(例如松动的电缆端子处或由于电缆断裂)而出现。如果干扰电弧与耗电器串联地出现，则通常不会超过正常的运行电流，因为运行电流通过耗电器受到限制。出于这个原因，干扰电弧不会被传统的过电流保护装置、例如熔断保险装置或线路保护开关检测到。为了确定是否存在干扰电弧，通过防火保护开关随时间测量电压曲线和电流曲线，并且在针对干扰电弧的特征曲线方面进行分析和评估。在(英文)技术文献中，这种用于检测干扰电弧的保护装置被称为“Arc Fault Detection Device(电弧故障探测装置)”(简称：AFDD)。在北美地区，常用名称“Arc Fault Circuit Interrupter(电弧故障断路器)”(缩写：AFCI)。
[0011]此外，还存在将故障电流保护开关的功能性与线路保护开关的功能性相结合的设备构型：这种组合的保护开关设备在德语中被称为FI/LS，或在英语地区被称为RCBO(Residual current operated Circuit
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Breaker with Overcurrent protection，带过流保护的剩余电流操作断路器)。与分开的故障电流保护开关和线路保护开关相比，组合设备具有优点，即每个电路都具有其自己的故障电流保护开关：通常情况下是唯一一个故障电流保护开关用于多个电路。如果出现故障电流，则所有受保护的电路都因此被关断。通过使用RCBO，只有分别相关的电路被关断。
[0012]符合趋势地，越来越多的功能性集成到设备中，即，正在开发组合的保护开关设备，其覆盖多个单个设备的功能范围：除了上面已经描述的FI/LS保护开关设备，其将传统的故障电流保护开关(FI)的功能范围与线路保护开关(LS)的功能范围相结合，还存在其他
构型，在其中例如将防火保护开关的功能性集成到现有设备、例如MCB、RCD或RCBO/FILS中。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低压保护开关设备(1)，所述低压保护开关设备具有
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绝缘材料壳体(10)，所述绝缘材料壳体具有前侧(11)、与所述前侧相对置的紧固侧(12)以及将前侧和紧固侧(11，12)连接的窄侧和宽侧(13，14)，
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开关触头，所述开关触头具有位置固定地布置在壳体(10)中的固定触头(2)和相对于所述固定触头能够运动的运动触头(3)，
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电弧熄灭室(20)，
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电弧导轨(30)，所述电弧导轨的第一端部(31)在所述电弧熄灭室(20)下方引导，并且所述电弧导轨的第二端部(32)在所述开关触头的方向上突出，
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印刷电路板(40)，所述印刷电路板布置在所述电弧熄灭室(20)和所述紧固侧(14)之间，其中，所述印刷电路板(40)通过电压抽头与所述电弧导轨(30)导电连接。2.根据权利要求1所述的低压保护开关设备(1)，其中，在所述绝缘材料壳体(10)中布置有第二开关触头以及与所述第二开关触头相关联的第二电弧导轨(30)，其中，所述印刷电路板(40)通过第二电压抽头与所述第二电弧导轨(30)导电连接。3.根据上述权利要求中任一项所述的低压保护开关设备(1)，其中，所述绝缘材料壳体(10)具有仅一个分度单位(TE)的宽度。4.根据权利要求1所述的低压保护开关设备(1)，其中，所述绝缘材料壳体(10)由多个彼此并排地布置的模块(10
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1，10
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2，10
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3，10
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4)组成，其中，在多个模块(10
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1，10
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2，10
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3，10
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4)的每个模块中布置有开关触头和与所述开关触头相关联的电弧导轨(30)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：F内斯，A蒙特，G诺尔，
申请(专利权)人：西门子股份公司，
类型：发明
国别省市：