如现有技术中公知的那样，安装在低电压电路（即针对标称电压最高达1000VAC/1500VDC的应用）中表示为“开关设备”的电开关设备例如断路器、隔离开关和接触器是被设计为使得安装了其的电路的特定部分能够正确工作并且使得操作性连接到其的负载能够正确工作的设备。
开关设备包括一个或更多个极，每个极具有至少能够与相应的固定接触装置耦接/去耦接的可移动接触装置。合适的操作机构适于在可移动接触装置上操作，使得可移动接触装置从与相应的固定接触装置耦接的位置移动到相对于固定接触装置分离的位置以及相反地移动。
根据通过极的可移动接触装置和相应的操作机构假定的位置，开关设备可以呈现闭合状态（可移动接触装置在耦接的位置）、断开状态（可移动接触装置在分离的位置）或跳闸状态（操作机构跳闸，但是可移动接触装置在耦接的位置）。
通常，开关设备包括至少一个保护设备例如电子设备或保护继电器，所述保护设备能够：（借助于合适的传感器）检测其中安装了相应的开关设备的电路的工作状况；并且在故障或过载的情况下，通过作用于操作机构来驱动开关设备的断开。
除了驱动功能和控制功能外，保护设备能够获取与其中安装了开关设备的电路的工作状况有关的信息，并使这些信息可用。
在公知的方案中，开关设备包括操作性连接到保护设备以使电子保护设备与一个或更多个附属电子设置之间的通信信道可用的内部通信总线。
在所利用的附属设备中，预见有通信模块，所述通信模块即使在外部通信总线中执行的通信协议与内部通信总线中执行的通信协议不同时也能够使内部总线（以及由此电子保护设备）与开关设备外部的通信总线之间通信，即将内部总线（以及由此电子保护设备）对接到开关设备外部的通信总线。
例如，电路中的通信网络可以包括至少一个第一通信总线或系统总线、以及第二通信总线或面板总线，所述总线操作性连接到安装在电路中的至少一个开关设备的第一通信模块和第二通信模块。第一通信模块和第二通信模块建立了在一侧的系统总线和面板总线与在另一侧的在电路中的开关设备的内部总线之间的通信接口。
尽管所述方案已经可以实现可用于电子保护设备的高效的通信系统，在现有技术中仍然存在有对所采用的通信模块的功能和多功能性进行扩展以进一步利用和改进对于电子保护设备已经可用的通信能力的空间。
因此，本发明的目的是提供具有所述改进的开关设备。
所述目的由用于低电压电路的电开关设备来实现，所述电开关设备包括：
-至少一个电子单元，适于操作性连接到执行第一通信协议的至少一个第一通信总线；
-至少一个通信模块，适于操作性连接到所述至少一个第一通信总线和至少一个第二通信总线，所述至少一个第二通信总线执行相对于第一通信协议不同的第二通信协议。
通信模块被配置为使所述至少一个第一通信总线与所述至少一个第二通信总线进行通信。
通信模块配置为使得能够至少检测关于开关设备的状况并且通过所述至少一个第一通信总线和/或所述至少一个第二通信总线使得在通信模块的外部可访问所述状况。
在下文中将关于根据本发明的开关设备的实施方式中的作为断路器的一个实施方式来描述根据本发明的开关设备；将具体参照模制壳断路器（或MCCB（molded case circuit breaker）），然而不会就此将本发明应用的范围限制到其它类型的开关装置例如隔离开关、接触器或其它类型的断路器例如空气断路器或模块化的断路器。
从对根据本发明的开关设备和相关通信模块的优选但不排他的实施方案的描述，特点和优势会更加清楚，在附图中为了示例的目的示出了上述开关设备和通信模块，在附图中：
-图1是示出用于根据本发明的开关设备的借助于通信模块配置的通信网络的框图，该通信模块操作性连接到开关设备的保护设备以及到其它设备；
-图2是用于根据本发明的开关设备的通信模块的透视图；
-图3是图2中的与电缆适配器配合的通信模块的附加的透视图；
-图4示出在插入到根据本发明的开关设备的相应的腔的插入阶段期间的通信模块；
-图5示出图4中的开关设备和通信设备，其中，通信模块插入开关设备的相应的腔中；
-图6示出在装配阶段：根据本发明的开关设备的保护设备、通信模块以及实现操作性连接到通信模块的通信总线的电子连接器；
-图7是示意性地示出其中安装了多个根据本发明的开关设备的电路的一部分的框图。
参考附图中示出的示例，断路器1尤其是用于低电压电路的模制壳断路器1包括现有技术中公知类型的电子保护设备2例如电子继电器2，此处不再对其进行赘述。保护设备2适合于直接或间接地操作性连接到执行第一通信协议的至少一个第一通信总线50、52。
除了保护设备2，所述至少一个第一通信总线50、51还可以直接或间接地操作性连接到断路器1的任何其它电子单元。例如，第一通信总线50、51可以操作性连接到电子致动单元或电子报警单元，例如适合于控制发光指示器的开启和关闭以发出关于断路器1自身的特定状态或状况例如断路器1的断开、闭合或跳闸状态的信号的单元。
断路器1包括适合于操作性连接到所述至少一个第一通信总线50、52的至少一个通信模块100和至少一个第二通信总线51，所述至少一个第二通信总线51执行与第一通信协议不同的第二通信协议。
通信模块100被配置为使第一通信总线50、52与第二通信总线51进行通信。这样，通信模块100实现了在执行不同的通信协议的通信总线之间的通信“网关”功能。
图1通过示意性框图示意性地示出了可用于保护设备2的借助于通信模块100配置的通信网络的优选架构。参考这种通信网络，断路器1包括断路器1自身内部的通信总线50（以下为简单起见，称为“总线50”），总线50直接地操作性连接到保护设备2，以使优先的通信信道对于保护设备2自身可用。优选地，断路器1包括配置为与保护设备2进行交互和/或扩展保护设备2的功能的至少一个附属设备3。附属设备3操作性连接到总线50以与保护设备2通信（参见图1）。附属设备3中可用的是例如：适合于对保护设备2的输入和输出进行扩展的电子设备；和/或适合于给保护设备2提供辅助接口的电子设备，例如显示器或LED接口。
如图1所示，总线50操作性连接到断路器1的至少一个通信模块100。
保护设备2的通信系统还包括操作性连接到通信模块100的在断路器1外部的至少一个第一通信总线51（图1中示意性地示出，以下为了简单起见，称为“总线51”）。总线51执行与总线50的通信协议不同的通信协议，并且适合于使得通信信道可用在保护设备2与断路器1外部的操作性连接到总线51自身的一个或更多个设备53之间（参见图1）。
通信模块100被配置为使总线50与总线51进行通信。特别地，如图1所示，通信模块100包括电子处理单元200，优选地，适合于电连接到总线50和总线51的微控制器200（例如由STMicroelectronics制造的STM32系列的微控制器）。电子处理单元200适合于读取并翻译总线50上存在的信息，以使该信息适于经由总线51进行传输，反之亦然。特别地，这种对总线50和总线51上存在的信息进行读取并翻译是借助于第一通信驱动器（与总线50上使用的通信协议相关联）和第二通信驱动器（与总线51上使用的通信协议相关联）发生的，所述通信驱动器实现在电子处理单元200自身内并被电子处理单元200自身利用。
这样，借助于包括总线50和总线51的通信信道，使得保护设备2与外部设备53进行通信。
根据优选实施方式，通信模块100被配置为使执行Fieldbus通信协议的优选地为CAN（“控制器区域网络”）类型的总线50与总线51进行通信。可替换地，通信模块100可以被配置为用作用于总线50的通信网关，所述总线50执行适合于使得通信信道可用于保护设备2的任何其它通信协议，例如以太网类型的通信协议。
优选地，通信模块100被配置为使总线50与执行Modbus通信协议的总线51进行通信；可替换地，通信模块100可以被配置为用作用于总线51的通信网关，所述总线51执行不同于总线50执行的通信协议的任何其它类型的通信协议，例如Profibus、Profinet或Modbus TCP通信协议。
优选地，如图1中的示例所示，用于保护设备2的通信网络包括操作性连接到通信模块100的在断路器1外部的第二通信总线52（以下为了简单起见，称为“总线52”）。总线52执行与总线50相同的通信协议并适合于使得通信信道可用在保护设备2与操作性连接到总线52自身的在断路器1外部的一个或更多个设备54之间（参见图1）。
通信模块100被配置为通过总线50间接地将总线52操作性连接到保护设备2。特别地，总线52电连接到适合于使总线52和总线50相互通信的电子处理单元200。这样，保护设备2借助于包括总线50和总线52的通信信道连接到外部设备54。
可以分别操作性连接到总线51和总线52的外部设备53和54中，可以列举出例如：电监督和控制设备，优选地但不限于SCADA（Supervisory Control And Data Acquisition，“监督控制和数据获取”）控制器；和/或外围电子设备，例如电子显示器或PLC及其组合。
通信模块100用作总线51和总线52之间的通信网关。优选地，通信模块100包括放置于在一侧的总线51与在另一侧的总线50（以及总线52，如果有的话）之间的电绝缘装置300（electric insulation means300或galvanic insulation means300）（参见图1）。由于绝缘装置300，使通信信道之间彼此电去耦接，由此保证了相互绝缘并防止了相互干扰的问题。
在示出的示例中，断路器1包括用作在一侧的总线50和52与在另一侧的总线51之间的通信网关的仅一个通信模块100。根据这个方案，为了响应断路器1与外部之间的通信要求，外部设备53和/或外部设备54可以包括在一侧的总线51和/或总线52与在另一侧的以不同的通信协议实现的其它通信总线之间的一个或更多个接口设备。例如，具有Modbus通信协议的总线51可以通过接口设备操作性连接到具有Modbus TCP通信协议的总线。
可替换地，同一个断路器1中可以使用若干个通信模块100以响应于外部通信要求。例如，第一通信模块100可以用作在CAN类型的至少一个通信总线50、52与Modbus类型的通信总线51之间的通信网关，并且第二通信模块100可以用作在第一通信总线50、51与第二Modbus TCP通信总线之间的通信网关。
可替换地，根据更复杂的实施方案，通信模块100自身可以被配置为用作在至少一个第一通信总线50、51与采用彼此不同的通信协议的若干个第二通信总线之间的通信网关。例如，单个通信模块100可以用作CAN类型的至少一个第一通信总线50、51与两个第二通信总线之间的通信网关，两个第二通信总线中一个是Modbus类型而另一个是Modbus TCP类型的。
有利的是，根据本发明的断路器1的通信模块100被配置为至少检测关于断路器1自身的状况，并借助于总线50和/或总线51（和/或总线52，如果可预见的话）使得在通信模块的外部可访问所述状况。
根据优选实施方案，通信模块100包括在内部集成到通信模块100并适合于通过信号通知断路器1的状态（断开/闭合/跳闸）的至少一个辅助接触装置70、71。在附图所示的示例中，通信模块100包括适合于通过信号通知断路器1的断开或闭合状态的第一辅助接触装置70、以及适合于通过信号通知断路器1的跳闸状态的第二辅助接触装置71（具体参见图1和图2）。
特别地，第一辅助接触装置70和第二辅助接触装置71两者由微型开关（图中没有示出）和致动杆73（参见图3）实现，当致动杆73自身通过断路器1的可移动部分直接或间接地被致动时使微型开关致动，其中，这种可移动部分的位置指示断路器1自身的状态（参见例如图5中操作性连接到图4所示的断路器1的操作机构12的杠杆91或凸轮92）。
可替换地，通信模块100可以被配置为检测与断路器1的状态不同的关于断路器1的状况并使之在通信模块100的外部是可用的。例如，通信模块100可以包括适合于通过信号通知在操作过程中断路器1内部存在的温度的装置，或可替换地，适合于通过信号通知断路器1的操作机构中的弹簧（例如图4中的断路器1的操作机构12的弹簧11）的负载状况的装置，或现有技术中公知的用于通过信号通知关于断路器1的特定状况的一般其它装置。
可替换地，根据更复杂的实施方案，通信模块100自身可以被配置为检测关于断路器1的不同类型的状况并使之在外部是可用的。例如，第一辅助接触装置70、第二辅助接触装置71和至少一个温度传感器可以集成在同一个通信模块100中。
借助于一个或更多个通信总线50、51和52（如果可预见的话），使得由通信模块100检测到的断路器1的状态（或状况）在通信模块100自身的外部是可用的。特别地，借助于总线51和/或总线52（如图1所示，如果可预见的话），使得由通信模块100检测到的断路器1的状态（或状况）在断路器1自身的外部是可用的，并可以借助于总线50使得由通信模块100检测到的断路器1的状态（或状况）对于保护设备2（或通常对于断路器1的电子单元）是可用的。
图1示意性地示出第一辅助接触装置70和第二辅助接触装置71如何操作性连接到电子处理单元200，尤其是借助于专用线连接到电子处理单元200自身的相应的输入端口，以向其发出指示断路器1的检测的状态的电信号。电子处理单元200被配置为监测这种输入端口的状态，以检测所传输的电信号的存在并将关于这种电信号存在或不存在的信息写入合适的寄存器中，该信息根据对关于断路器1的状态的信息的请求或传输的需要在总线50、51和52上准备好可供使用。
根据优选实施方式，通信模块100被配置为至少利用借助于总线50和/或总线51和/或总线52（如图1所示，如果存在的话）接收的信号来控制适于使断路器1断开或关闭的致动装置80。
致动装置80与断路器1的可移动接触装置（图1中示意性地示出并用附图标记90表示）操作性交互，例如作用于断路器1自身的操作机构12上。优选地，通信模块100被配置为控制电机致动器（MOE（Motor Operated Equipment），“电机操作设备”）；可替换地，通信模块100可以被配置为控制现有技术公知的其它致动装置，例如螺线管致动器。
具有关于如何借助于致动器80操作断路器1的指示的特定信号和消息，例如指示断路器1的闭合或断开命令的信号，被从总线50和/或总线51和/或总线52（如图1所示，如果存在的话）发送到电子处理单元200的相应输入端口。电子处理单元200被配置为检测这种信号的存在，并且如果电子处理单元200被请求则执行其中包含的代码以输出适合于控制致动装置80的信号。这种控制信号在电连接到致动装置80的电子处理单元200的相应的输出端口上可用。
通信模块100通过致动器80实现遥控断开/闭合断路器1的功能，不论保护设备2是否存在。事实上，即使保护设备2与相应的总线50断开连接，通信模块100仍然可以实现独立且起作用的接口以例如借助于操作性连接到总线51和/或总线52的监督和控制系统来遥控致动装置80。为此，需要强调的是通信模块100需要的电源不是通过保护模块2提供的；在图1示出的示例中，电源是从断路器1的外部通过操作性连接到通信模块100的装置74来提供的。
当保护设备2操作性连接到相应的总线50时，也可以通过通信模块100控制致动装置80的介入。
有利的是，通信模块100被配置为还利用由辅助接触装置70、71通过信号通知的断路器1的状态作为有用信息来控制致动装置80。特别地，由电子处理单元200执行以输出用于致动装置80的控制信号的代码被配置为也使用与断路器1的状态有关的信息，该信息被写入在电子处理单元200中相应的寄存器内，以确定执行通过总线51和/或总线52远程命令的操作的时机。
根据优选实施方式，断路器1包括在断路器1自身的外壳内的通信模块100位于其中的容纳壳体或结构。容纳结构包括限定在外壳4中的腔5（参见图4和图5）。特别地，在示出的示例中，在移开外壳4的前部（即断路器1的致动器杠杆6自其向前倾斜的部分）之后从外部可访问该腔5。在图4和图5的示例中，通信模块100被直接放置在相应的腔5中；可替换地，根据未示出的方案，容纳结构也可以包括其上安装了通信模块100的以可移除的方式又插入相应的腔5内的接口模块。
通信模块100的本体102包括适合于与相应的容纳结构（在示出的示例中与腔5）耦接的耦接装置以及去耦接装置，所述去耦接装置操作性连接到耦接装置以使得当去耦接装置致动时将耦接装置与容纳结构去耦接。
在图2-6示出的示例中，耦接装置包括铰接到从本体102伸出的弹性支点部分104上的至少一个第一杠杆臂103。第一杠杆臂103包括适合于与腔5的相应的部分120耦接的钩状端部111（参见图5）。去耦接装置包括操作性连接到第一杠杆臂103的第二杠杆臂105，以当其致动时使得钩状端部111从腔5的部分120脱离。
参考图2，通信模块100的本体102包括彼此相对的第一壁106和第二壁107，耦接/去耦接装置从第一壁106和第二壁107向前倾斜。第一连接端口108限定在用于连接到总线50并因此连接到保护设备2的第一壁106上；第一连接端口108电连接到电子处理单元200（参见图1）。如图6所示，第一连接端口108借助于在物理层实现总线50的连接器501连接到保护设备2的连接端口502。
有利的是，腔5在保护设备2上方限定在断路器1的外壳4内，并且相应的通信模块100以使第一壁106面向保护设备2的方式插入在该腔内。这样，便于借助于连接器501将第一连接端口108连接到保护设备2的连接端口502。
参考图2，通信模块100的本体102包括将第一壁106交叉连接到第二壁107的第三壁109，在第三壁109上限定了用于到总线51和总线52二者的连接的第二连接端口110（例如图4示出在物理层实现总线51和总线52的连接器503）。第二连接端口110电连接到电子处理单元200（参见图1）。
第三连接端口112进一步限定在第三壁109上，用于到致动装置80的连接；该连接端口112电连接到电子处理单元200（参见图1）。
通信模块100插入相应的腔5内，以使得通过移除外壳4的前部直接可访问第三壁109。这样，特别便于访问第二连接端口110以连接连接器503，以及访问第三连接端口112以连接致动装置80，例如耦接到断路器1的外壳4的前部的电机致动器。
优选地，一个或更多个电缆适配器130操作性耦接到通信模块100的本体102，以匹配被限定在不同尺寸的断路器1中的相应的容纳结构（例如，图3示出第一电缆适配器130和第二电缆适配器130将本体102与不同尺寸的两个断路器1匹配）。而且，电缆适配器130适合于引导和固定与相应的连接端口108、110、112操作性关联的电连接器。
辅助接触装置70和71在相对于第二连接端口110和第三连接端口112相对的部分上集成在通信模块100的本体102内（参见图2和图3）。腔5被配置为使得辅助接触装置70和71与断路器1的相应的可移动部分之间能够操作性交互（参见图5中的凸轮92和杠杆91）。
通常，开关设备安装在电路内部（例如实现在电面板中的开关设备），其中，可预见用于在断路器自身之间以及在断路器与无论是电面板的内部还是外部的其它设备之间交换通信的通信网络。本发明因此涉及下述电路（参见例如图7中的示意图所示的电面板500），所述电路包括采用操作性连接到所述至少一个第一通信总线50、52和所述至少一个第二通信总线51的至少一个通信模块100的至少一个第一断路器1，其中，第一通信总线50、52操作性连接到第一断路器1的至少一个电子单元，所述电子单元优选地包括断路器1的保护设备2。
本发明还涉及下述电路（参见图7中的电面板500），所述电路包括采用操作性连接到所述第一通信总线50、52和所述至少一个第二通信总线51的通信模块100的第二断路器1，其中，第一通信总线50、52操作性连接到第二断路器1的至少一个电子单元，所述电子单元优选地包括断路器1的保护设备2。
操作性连接到所述至少一个第一通信总线50、52的第一断路器1的电子单元和第二断路器的电子单元适合于借助于第一通信总线50、52和/或第二通信总线51进行相互通信。
在图7中的电面板500的示意图中，第一断路器1的保护设备2和第二断路器1的保护设备2分别操作性连接到第一断路器1和第二断路器1内的总线50，并且适合于借助于由于总线50和总线51而变得可用的通信信道以及借助于由于总线50和总线52而变得可用的通信信道相互通信。
电子面板500由此包括由电面板500中的断路器1内的总线50（操作性连接到断路器1的保护设备2和/或到断路器1自身的其它电子单元）以及由断路器1自身外部的总线51和总线52实现的通信网络。
至少一个外部设备53和/或至少一个外部设备54分别可以操作性连接到总线51和/或总线52。例如，无论在电面板500内部还是外部的SCADA系统，或可替换地，用于电面板500的用户接口，例如安装在电面板的门上的电子显示器，可以操作性连接到总线51和/或总线52。
本发明中的开关设备完全实现了要求的功能，相对于现有技术提供了一系列的优点。
通信模块100相对于现有技术中公知的通信模块中已存在的通信网关的功能设置有附加的功能，以更好地利用由总线50和51以及由（如果可预见的话）总线52变得可用的通信资源的潜力。
总线52的存在通过除了由于总线51已经可用的通信信道以外、使得通信信道在断路器1外部可用来增加通信潜力。此外，还需要强调总线52因为执行与总线50相同的通信协议，因此与总线51相反，总线52不要求通信模块100用作通信网关。这样，由通信模块100实现的朝向断路器1外部的通信可能性总体上改进了。
通信模块100操作性连接到相应的总线50、51（以及52），以由单个设备实现之前由现有技术中的通信模块实现的两个下述功能：
-远程读取保护模块2的测量和设置；
-对保护模块2进行远程编程；
并且实现了至少检测关于断路器1的状况并使所述状况在断路器1的外部可用的附加功能。
根据附图中描述和示出的优选实施方式，通信模块100被配置为检测关于断路器1的状况的信息并使该信息从外部可用。这样，这种通信模块100实现如下附加功能：能够远程读取检测到的断路器1的状况。例如，借助于操作性连接到总线51和/或总线52的监督和控制设备或合适的用户接口例如电子显示器，执行针对保护模块2的读取/编程操作和/或对断路器的状况的读取。
此外，可以借助于总线50有利地使检测到的断路器1的状况作为其控制功能的执行和/或分析中的有用信息对保护设备2可用。
有利的是，根据本发明的通信模块100可以被配置为实现除了检测关于断路器1的信息并使之从外部可用之外的附加功能。例如，如上所述，通信模块100可以被配置为至少利用经由总线50和/或总线51和/或总线52接收到的信号来控制致动装置80（参见图1）。
参考其中安装了多个断路器1的电面板500，单个通信模块100允许同时将相应的断路器1以及特别是断路器1的保护模块2对接到电面板500的通信网络中存在的两个总线例如上述总线51和总线52。
这样，通信网络可以容易地借助于若干个通信模块100配置在电面板500中，其中，这样的通信网络是高度灵活性的通信网络，能够交换：
-关于各种保护设备2的数据；
-用于断路器1的致动装置80的控制信号；
-由通信模块100自身检测到的关于断路器1的数据。
此处描述的方案可以以各种修改和变化来实施，所有的修改和变化都在本发明的范围内。例如，图中示出的通信模块100可以被配置为借助于单个辅助接触装置仅检测断路器1的闭合/断开状态，而不包括检测断路器1的跳闸/非跳闸状态的附加的辅助接触装置。
此外，图2-5中示出的通信模块100的结构可以是不同的；例如，具有与所描述和所示出的不同的连接端口的布置和配置。特别地，可以设置用于总线51的连接端口和用于总线52的分离的端口，而不是用于总线51和52的单个连接端口110。
尽管在图4和图5中示出的示例中通信模块100被放置在断路器1的外壳4的腔5中，但是通信模块100可以被放置在外壳4的外部；例如通信模块100可以操作性耦接到外壳4自身的外表面。此外，腔5的位置可以与所示出的不同。
最后，在之前描述的可预见的应用的范围内由总线50、51、52执行的通信类型以及用于在物理层实现所述总线50、51、52的装置可以根据需要和现有技术水平而改变。