专利名称：用于运行电气设备的方法以及断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于运行电气设备的方法，其中电气设备特别可以是断路器。本发明还涉及一种断路器。
背景技术：
断路器具有开关触点装置，用于分别断开在断路器中连接用于一条(相)导线的两个接线端的导线。对于三个相线也存在三个开关触点装置。在断路器中存在触发装置(Ausioseeinrichtung )，其能够机械地作用于开关触点装置。目前,触发装置应当数字地工作，其包含数据处理装置，向所述数据处理装置传输输入信号。输入信号是测量装置测量流过位于接线端之间的导线的电流的电流强度。为了该目的，在断路器中为每个相线或在断路器中的所属的内部导线设置了电流互感器，并且具体来说是以Rogowski电流互感器、无铁芯的线圈、典型地具有塑料芯的线圈的形式。将由这样的Rogowski电流互感器所产生的 输入信号传输给触发装置，并且所述触发装置被构造为，根据该输入信号来控制开关触点
>J-U ρ α装直。除了三个相线(或者有时仅仅一个相线)之外，通常还存在中性导线(零线)。通常不为该中性导线设置单独的电流互感器。本发明特别应用于在断路器被布置了一个或者三个开关触点装置并且为此布置了一个电流互感器，但是对于中性导线(零线)却不具有开关触点装置并且也不具有电流互感器的情况。但是应当存在可改装的可能性。在这种情况下，断路器包含外部的主接头，在该主接头上可以连接上不属于断路器的电流互感器；在此考虑电流互感器，尤其是Rogowski电流互感器,其环绕中性导线。同样地，来自这个外部连接的电流互感器的输入信号应当输送到触发装置，但是控制用于相线的开关触点装置而不是用于零线的额外的开关触点。由此可以将所谓的三极的断路器(也就是不对中性导线进行监控的断路器)改装成四极的断路器。但是目前可改装性的特征在于，不是总是连接外部的Rogowski电流互感器。不同于具有铁芯的电流互感器，断路器的测量输入端对于连接Rogowski电流互感器的情况来说必须是高阻的。以这种方式，测量输入端(也就是电流测量装置的传感器接头)却很容易耦合干扰信号，尤其是在恰好没有连接RogOWSki电流互感器的情况下。在这种情况下，当两个传感器接头断开(OfTen)时运行测量输入端，并且尤其在所谓的识别接地短路的情况下可能的干扰信号会带来断路器的误触发(Fehlausl0sungh乜就是当没有接到指示时就断开开关触点。由此存在这样的问题，即断路器(一般来说电气设备)为了在其传感器接头上连接另一个设备必须具有高的内阻抗，所述内阻抗在不连接另一个设备时却是干扰的(storend )
发明内容
由此，本发明要解决的技术问题是，在所述类型的断路器的情况下设法使得所述问题不存在或者一般地提供一种用于运行电气设备的方法，借助该方法解决所述问题，即在不同的情况下需要电气设备的不同的内阻抗。在按照发明的方法中，电气设备具有两个传感器接头(或通常主接头)以及两个辅助接头。在辅助接头上接上连接元件，以便将所述辅助接头与外部短接。因此在设备中发生设备在传感器接头(或主接头)之间所提供的内阻抗改变。由此，使用辅助接头的概念以便变化地构造在传感器接头之间的内阻抗。目前却不必给辅助接头施加控制信号，而是如果所述辅助接头简单地与外部短接就已经足够了。可以非常容易地实现该措施。最简单地是这样来实现，使得连接元件是装置的插头，其中所述插头同时连接到传感器接头以及辅助接头上，特别地安装在相应的插座上。以这种方式，通过合适地选择在装置(例如Rogowski电流互感器)上的插头来确保无需操作人员的其他辅助动作，通过将插头简单地连接到传感器接头上同时将辅助接头短接，由此内阻抗关于主接头发生变化。 应当优选通过将连接元件连接到辅助接头来增加内阻抗的改变。在这种情况下，可变的内阻抗体现在在断开的接头(传感器接头和辅助接头)的情况下内阻抗相当地低，以便更强地衰减干扰信号；而对于待连接的装置，所述内阻抗相当地高。如果在基本状态(Grundzustand)下设备短接了传感器接头,则更为简单。在连接元件连接到辅助接头上时可以简单地取消短接。单纯机械上或者同样地电路技术上容易实现短接。可以提供微开关(Mikro-Switch),其产生所述措施(如果插入插头,则微开关是高阻的也就是断开的。如果没有插入插头，则微开关是连接的也就是低阻的)。类似地，也可以安装继电器触点，其通过辅助接头来控制。然而在本发明优选的实施形式中，通过在电路板上提供的电路来改变内阻抗；这样的电路板特别的本来存在于断路器中，使得仅仅必须提供在电路板上的大约O. 5cm2的小区域，以用于设置相应的电路元件。由此在所述方法的优选实施形式中通过短接辅助接头来改变在比较器的输入端上的电位。通过短接可以容易地改变电位，也就是说平衡在一个辅助接头上的电位与在另一个辅助接头上的电位。比较器尤其允许实现切换(Umschalten)。其优选这样实现,即，比较器的输出端与至少一个晶体管的控制电极或栅极相耦合。晶体管可以特别快地接通，尤其是也和比较器相连的情况下。按照本发明的断路器具有至少一个开关触点装置，其用于断开分别在断路器中连接两个用于(相)导线的接线端的内部导线，所述断路器还具有触发装置，其被设计用于对由可连接到传感器接头上的电流互感器所输送到它的输入信号进行分析并且根据该输入信号来控制开关触点装置，也就是产生所谓的断开。断路器对于至少一对相关的传感器接头具有一对辅助接头，并且断路器还具有开关装置，所述开关装置在基本状态(Grundzustand)下在断开的辅助接头(也就是如果在辅助接头上不连接任何东西)的情况下相关的一对传感器接头内部地(也就是在断路器内部地)短接，但是在外部短接辅助接头的情况下则取消相关传感器接头的内部短接。借助开关装置由此实现了按照本发明的方法的优选的实施形式，其特别适合于断路器。这以放大的程度适用于断路器对于每个相线具有三个开关触点装置，对于每个相线具有所属的接线端和主接头，其上分别连接属于断路器的电流互感器的情况。此外，存在两个附加的传感器接头用于连接为中性导线所配备的电流互感器，所述电流互感器不属于断路器。给附加的传感器接头配备一对具有开关装置的辅助接头。以这种方式确保中性导线所配备的电流互感器可以事后连接，但不是必须的，而没有由干扰信号的耦合所引起的问题。优选的实施方式，S卩如何可以实现在断路器中按照本发明的方法，已经针对该方法进行了说明。在此也适用于开关装置优选提供两个不同的电位的情况，所述两个不同的电位分别经过电阻传输到辅助接头之一上，其中在电位之一上也可以附加地设置电容。辅助接头之一与比较器的输入端耦合。在两个辅助接头短接的情况下两个电位彼此竞争，从而在电阻上进行分压，在附加的电容的情况下对该电容器上充电，并且在与比较器耦合的辅助接头上出现相应的电压，并且由此在比较器输入端上也出现相应的电压。优选地，在此将比较器的输出端与至少一个晶体管(优选地两个串联连接的晶体管)的控制电极或栅极耦合。
下面根据附图进一步描述本发明的优选实施形式，其中，图I示出断路器的为了理解本发明功率来说基本的元件；图2示出了从属于在图I中的断路器的电路，在本发明的范围内提供所述电路；并且图3示意性地示出了在根据本发明的方法中所使用的插头。
具体实施例方式断路器具有所谓的开关触点单元，其完成断路器的本身的任务，也就是断开导电的连接。相应的导线为此通过断路器来引导，即，在输入端一侧设置接线端并且在输出端一侧设置接线端，并且在断路器中的内部导线连接所述接线端。这样的内部导线10目前示例性地在图I中示出，借助符号性示出的接线端12a和12b，在所述接线端上外部地连接导线U。内部导线10具有自己的开关触点，其用14表示并且示例性地通过电磁触发器(Maglatch)16来控制。电磁触发器16由触发单元18来控制,所述触发单元接收测量信号并且根据该测量信号来确定何时断开开关触点14。三极的断路器具有三个这样的装置，所述装置具有内部导线10、接线端12a、12b、开关触点14以及所属的电磁触发器16，其中现在出于清楚性的目的只示出了一个。在断路器中设置了所谓的Rogowski电流互感器20、空心线圈或缠绕在塑料元件上的线圈，所述线圈在接线端12a和12b之间环绕内部导线10。电流被感应到Rogowski电流互感器20中，并且Rogowski电流互感器的接头L1-IR和L1IR引导至分析装置22(参见图I左上方的相同的接头L1-IR和U-2R)，在此在电流被传输至触发装置18之前对其进行处理。对于其他的内部导线也存在相应的Rogowski电流互感器，并且相应地也同样存在分析装置22'和22"。当前断路器应当是三极的断路器，也就是具有分别针对单个相线U、L2和L3的三个开关装置。与之相反，中性导线N穿过断路器导通，而不是借助开关触点可中断的。现在可以考虑也在中性导线处设置Rogowski电流互感器、处理其信号并且相应地在一条或多条相线上设置对开关触点装置14的触发。为此，为断路器提供了如下的可改装性，即其同样地提供分析装置24，在所述分析装置上可以通过接头N-IR和N-2R连接Rogowski电流互感器，所述Rogowski电流互感器在断路器外部围绕中性导线布置。本发明具有这样的问题，即，对于待连接的Rogowski电流互感器来说分析装置24必须是高阻的，也就是必须具有对于Rogowski电流互感器来说高的内阻抗。另一方面应当考虑在接头N-IR和N-2R上没有连接Rogowski电流互感器并且所述接头保持断开的情况；然后应当能不耦合干扰信号并且必要时产生对断路器的触发，也就是断开开关触点装置14、16的开关触点14。为此在分析装置24的内部设置了一对引出头INP和INN，在其上连接图2中示出的电路。如单独随后阐述的那样，该电路允许将接头INP和INN进行短接，以便提供小电阻；一旦在相应的连接插座上插入确定的、下面依据图3所阐述的插头26，则取消短接。
在插头26中接头N-IR和N-2R属于可以用来改装断路器的Rogowski电流互感器。接头N-IR和N-2R与按照图I的具有相同名字的对应接头相连接。接头Ext_N_Pin和Ext_N_Pout与图2中电路的相同名字的接头相连接，为此插头26上的插座必须构造成与断路器上的相应的插座相匹配。在插头26中，通过在插头26中的内部导线28对接头Ext_N_Pin和Ext_N_Pout进行外部地短接。目前，在接头Ext_N_Pin和Ext_N_Pout上的外部短接导致在接头INP和INN之间的内部短接被取消。如下面所述发生内部短接按照图2的电路具有，一方面提供通过电阻Rl与接头Ext_N_Pout耦合的3. 3V的电位。此外提供了相同大小但是相反符号的电位、也就是-3. 3V的电位，其通过电阻R2以及与之并联的电容Cl与接头Ext_N_Pin耦合。另外，接头Ext_N_Pin同时与比较器K的正输入端E相耦合，所述比较器另一个接头接地(“GND”)。比较器的输出端A通过电阻R3与地耦合。但是基本上，所述比较器还通过电阻R4与第一晶体管Tl(P沟道M0SFET)的栅极相耦合，所述第一晶体管Tl的源极S与引出头INN相连，并且同时比较器K的输出端A通过电阻R5与晶体管T2 (P沟道MOSFET)的栅极相耦合，所述晶体管I的源极S与引出头INP相连。在基本状态中，即其中在接头Ext_N_Pin和Ext_N_Pout上没有连接按照插头26类型的插头，则基本上在比较器K的输入端E上提供-3. 3V的电位。此外，两个P沟道MOSFETTl和T2被低阻地连接，也就是说，存在在引出头INN和INP之间的期望的短接。在存在短接的情况下，在接头N-IR和N-2R之间也提供了非常小的阻抗，其通过元件Zl、Z2和电阻R6、R7来确定。如果现在插入抽头26,则接头Ext_N_Pin和Ext_N_Pout被短接，由此电阻Rl和R2发生分压，并且在合适地选择这些电阻的电阻值(例如，Rl为5. 6ΚΩ，R2为20ΚΩ )以及合适地选择电容Cl的电容值(例如IOnF)的情况下在输入端E上基本上提供3. 3V的电位，这会导致晶体管Tl和T2截止并且短接被取消。晶体管产生如此高的电阻，其与其他的元件R8、R9、C4、RIO,Rll以及C5、C6、R12、R13 —起引起在接头N-IR和N-2R之间出现的输入电阻对于Rogowski电流互感器来说是足够闻的。
由此通过本发明实现了这样的概念，设备(目前恰好是断路器)的接头Ext_N_Pin和Ext_N_Pout被短接并且由此为两个其他的接头N-IR和N_2R设置电阻改变。接头Ext_ N_Pin和Ext_N_Pout由此在一定程度上是辅助接头，其关于传感器接头N_1R和N_2R提供了阻抗改变。
权利要求
1.一种用于运行具有两个传感器接头(N-1R，N-2R)以及两个辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)的电气设备的方法，其中，连接元件(26)连接到所述辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)上，所述连接元件将所述辅助接头从外部短接，并且由此在所述设备中发生所属设备在所述传感器接头(N-1R，N-2R)之间所提供的内阻抗发生变化。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，通过将所述连接元件(26)连接到所述辅助接头(Ext_N_Pin, Ext_N_Pout)上,所述内阻抗提高。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在基本状态下，所述设备短接所述传感器接头(N-1R，N-2R)并且在将所述连接元件(26)连接到所述辅助元件(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)上的情况下短接取消。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述连接元件是装置的插头(26)，其同时连接到所述传感器接头(N-1R，N-2R)以及所述辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)上。
5.根据权利要求I至4中任一项所述的方法，其特征在于，通过端接所述辅助接头(Ext_N_Pin, Ext_N_Pout)来改变在比较器(K)的输入端(E)上的电位。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述比较器(K)的输出端(A)与至少一个晶体管(T1、T2)的控制电极或栅极(G)相耦合。
7.—种断路器，其具有至少一个开关触点装置(14，16)用于分别断开在断路器中连接两个用于导线(1^)的接线端(12a，12b)的内部导线(10)，并且其具有触发装置(18，22，22 ; ,22")，所述触发装置构造为用于对由能够连接到传感器接头(L1-IR, Lr2R，L2-IR,L2-2R，L3-IR, L3-2R)的电流互感器(20)所传输到它的输入信号进行分析并且根据所述输入信号来控制所述开关触点装置(14，16)，其中，所述断路器对于至少一对相关的传感器接头(N-1R，N-2R)具有一对辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)，并且其中所述断路器具有开关装置，其在基本状态下在断开的辅助接头(EXt_N_Pin，EXt_N_Pout)的情况下内部地短接相关的主接头对(N-1R，N-2R)，但是在短接的辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)的情况下取消用于相关传感器接头(N-1R，N-2R)的短接。
8.根据权利要求7所述的断路器，其具有三个分别用于一个相线(L1)的开关触点装置(14，16)，具有所属的接线端(12a，12b)以及在其上分别连接大功率变流机的电流互感器(20)的传感器接头(L1-IR, Lr2R, L2-IR, L2_2R，L3-IR, L3_2R)，并且具有两个附加的传感器接头(N-1R，N-2R)用于连接中性导线所配备的在断路器外部的电流互感器，其中，给所述附加的传感器接头(N-1R，N-2R)配备一对具有所述开关装置的辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)ο
9.根据权利要求7或者8所述的断路器，其特征在于，所述开关装置提供两个不同的电位，其分别通过电阻(Rl，R2)与所述辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)之一相耦合，其中所述辅助接头之一(Ext_N_Pin)与比较器(K)的输入端(E)相耦合。
10.根据权利要求9所述的断路器，其特征在于，所述比较器(K)的输出端(A)与至少一个并且优选两个串联连接的晶体管(Tl，T2)的控制电极或栅极(G)相耦合。
全文摘要
为了在用于例如将Rogowski电流互感器连接到断路器上的两个传感器接头(N-1R，N-2R)之间提供高的电阻，但是在不连接到接头(N-1R，N-2R)的情况下避免耦合干扰信号，这样连接两个辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)，使得在基本状态下所述传感器接头(N-1R，N-2R)被短接，但是在例如将插头(26)连接到所述传感器接头(N-1R，N-2R)上并且同时在外部短接所述辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)的情况下连接到所述辅助接头(Ext_N_Pin，Ext_N_Pout)上时，所述短接被取消。
文档编号G01R15/00GK102967739SQ20121031520
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月30日 优先权日2011年8月30日
发明者A.费希尔 申请人:西门子公司