电气开关的磁触发装置和过电流触发装置及电气开关和用于校准磁触发装置的磁触发的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电气开关的用于在出现短路时中断电气开关回路的电流通量的磁触发装置以及电气开关的用于在出现过载或者短路时中断电气开关回路的电流通量的过电流触发装置。此外，本发明涉及电气开关并且尤其涉及用于在出现过载或短路时中断电气开关回路的电流通量的电气功率开关以及用于对磁触发装置的磁触发进行校准的方法。
【背景技术】
[0002]基本上知道，比如根据触头的磁性互斥的原理来设计紧凑型功率开关(MCCB=Molded Case Circuit Breaker)。在此，在达到短路电流的大概可能的峰值之前，所述触头断开。由于所述触头的磁性互斥，显著地降低了由于系统组件的、在短路过程中可能出现的短路冲击电流所引起的热负荷及机械负荷。比如使用紧凑型功率开关，用于实现双重功能，也就是保护设备以防止过载电流及短路电流，并且比如通过接地线来防止电线和电的运行设备遭到损坏。为了保护设备以防止过载电流或者短路电流，所述也可以被称为热磁的功率开关或者保护开关的紧凑型功率开关具有热磁的触发单元(TMTU-ThermalMagnetic Trip Unit)。所述热磁的触发单元:具有热触发装置，用于防止所述电路或者电的装置由于过载而损坏；并且具有磁触发装置，用于防止所述电路或者电的装置由于短路而损坏。
[0003]短路并且尤其电的短路作为在电路的两个或者多个有传导能力的部件之间的并且主要在其两个节点之间的、偶然的或者有意地产生的导电的连接而众所周知，通过所述导电的连接在这些有传导能力的部件之间的电位差下降到等于零或者几乎为零的数值。尤其关于紧凑型功率开关，短路是两个被确定分开或者彼此隔离的、分开的相位之间的异常的连接。短路导致过度的电流也就是过电流的存在，所述过电流则可能导致电路和/或负载的损坏、过热、火灾或者甚至爆炸。过载是一种与短路相比不太极端的状态并且更确切地说是一种长期的过电流状态。
[0004]所述热触发装置比如具有种由至少两根被轧制在彼此上面的、分别拥有不同的热膨胀系数的金属带所构成的双金属条。所连接的负载的电流在此通过加流绕组来流动，并且使所述双金属条变热，所述双金属条随后变弯或者弯曲。由于所述双金属元件的弯曲运动，比如操纵控制触头或者使保护开关的锁扣机构脱扣。所述磁触发装置或者所述电磁的触发装置比如如此构成，从而在出现短路或者短路电流时通过所述电磁的触发装置的线圈流动的电流是如此之大，从而比如吸引冲击衔铁或者翻转衔铁并且通过其的运动来立即使所述保护开关的锁扣机构脱扣。为此，所熟知的电磁的触发装置比如也具有磁轭或者磁轭元件，所述磁轭元件沿着或者围绕着电线或者导电的路径来布置，用于在出现短路电流的情况下产生磁场，该磁场有利地吸引所述衔铁元件。所述衔铁元件或者衔铁以熟知的方式通过弹簧并且尤其通过拉力弹簧保持定位，使得所述衔铁元件的、朝磁轭元件的方向的运动只能在出现所限定的磁场并且因此出现相应的触发的短路电流时才能克服所述弹簧的拉力或者弹力来进行。紧凑型功率开关优选是功率保护开关，所述功率保护开关在由于过载或者短路电流而断开之后又可以被接通。在此，所述触发装置，也就是所述热触发装置和所述磁触发装置有利地串联。
[0005]因此，按所述紧凑型功率开关的使用条件和/或使用地点并且尤其在考虑到不同的额定电流或者触发特性曲线的情况下并且/或者在针对由于瞬态电压引起的误触发的抗力以及在存在故障电流时的延时的基础上，绝对有必要对所述衔铁的磁触发进行校准或者调节，使得其仅仅在出现所限定的短路电流时才由于通过所述磁轭元件所产生的磁场而被吸引。为此，以所熟知的方式改变作用于所述衔铁元件的弹簧的弹力，其中主要安装了所述相应的、具有相应的弹力的弹簧元件。这要求使用大量不同的弹簧元件类型或者大量具有不同的弹力的弹簧。
[0006]此外，应该被视为不利的是，所述衔铁元件以所熟知的方式通过所述磁轭元件的保持区域或者凸起以能够运动的方式得到支承，从而，尤其在出现短路电流时通过所述磁轭元件来产生两个以上的磁场并且尤其两个磁场，所述磁场负面地影响并且尤其不好地影响到彼此并且因此也负面地影响并且尤其不好地影响到所述衔铁元件的、相对于磁轭元件的运动。因此可以想像，为了中断所述电路的电流通量而不能足够快地触发所述衔铁元件的运动。
【发明内容】
[0007]因此，本发明的任务是，对于电气开关并且尤其电气功率开关、比如紧凑型功率开关来说至少部分地消除前面所描述的缺点。尤其本发明的任务是，提供一种磁触发装置、一种过电流触发装置和一种电气开关以及一种用于对电气开关的磁触发装置的磁触发进行校准的方法，借助于上述主题可以以简单并且成本低廉的方式方法关于所述磁轭元件来布置所述衔铁元件并且在考虑到所述电流的额定电流强度的情况下容易地调节所述衔铁转矩。
[0008]前述任务通过电气开关的、一种具有按照权利要求1的特征的、用于在出现短路时将电气开关回路的电流通量(stromfluss)中断的磁触发装置并且通过电气开关的、一种具有按照权利要求7的特征的、用于在出现过载或者短路时将电气开关回路的电流通量中断的过电流触发装置得到解决。此外，前述任务通过一种具有按照权利要求8的特征的、用于在出现过载或者短路时将电气开关回路的电流通量中断的电气开关并且通过一种具有按照权利要求9的特征的、用于对电气开关的磁触发装置的磁触发进行校准的方法得到解决。本发明的其它特征和细节从从属权利要求、说明书和附图中获得。在此适用结合所述磁触发装置、当然也结合所述按本发明的过电流触发装置或者所述按本发明的电气开关或者所述按本发明的用于对所述电气开关进行校准的方法已经描述的特征和细节并且相应地反之亦可，从而关于与各个发明方面有关的专利申请说明书始终相互参照或者可以相互参照。此外，为了施行所述按本发明的方法，可以使用按本发明的磁触发装置、按本发明的过电流触发装置和/或按本发明的电气开关。
[0009]电气开关的、按本发明的、用于在出现短路时将电气开关回路的电流通量中断的磁触发装置，具有至少一个用于根据电流传导元件流动的电流的电流强度来产生磁场的磁轭元件、一个对变化的磁场可运动地做出反应的磁轭元件和一个对用于所述衔铁元件的运动的电流阈值进行限定的弹簧元件。按照本发明，所述衔铁元件借助于第一衔铁元件端部布置在与所述磁轭元件分开的衔铁基座单元上并且以能够围绕着衔铁元件旋转轴线摆转的方式得到支承。
[0010]所述磁触发装置有利地是电气功率开关的并且尤其紧凑型功率开关的组成部分，所述电气功率开关并且尤其紧凑型功率开关具有所述磁触发装置以及一热触发装置。所述电气功率开关或者紧凑型功率开关或者功率保护开关是一种过电流保护开关或者过电流保护装置，可以在由于过载或者短路电流而触发之后又有利地接通所述过电流保护开关或者过电流保护装置。所述电气开关的磁触发装置在此有利地用于在出现短路电流时中断电气开关回路的电流通量，而比如所述电气开关的热触发装置则用于在出现过载时中断所述电气开关回路的电流通量。在中断电气开关回路的电流通量时，在此尤其将利用所述电流或者电能的电的负载与所述开关电路或者用于输送电能的输送线路分开，用于防止所述电的负载的或者电的载荷的损坏。所述衔铁元件有利地具有两个衔铁元件端部，所述衔铁元件端部沿着衔铁元件纵轴线延伸。
[0011]所述第一衔铁元件端部尤其远端的第一衔铁元件端部，所述第一衔铁元件端部在此有利地如此布置在衔铁基座单元上，使得所述衔铁元件能够围绕着衔铁元件旋转轴线或者旋转轴线或者旋转点在所述第一衔铁元件端部的区域中摆转或者旋转。在此尤其使所述衔铁元件纵轴线围绕着所述旋转轴线或者所述旋转点摆转。所述与第一衔铁元件端部对置的第二衔铁元件端部有利地与一弹簧元件相连接，其中所述弹簧元件从所述衔铁元件朝所述衔铁基座单元的方向延伸。所述第一衔铁元件端部和/或所述第二衔铁元件端部在此要么是所述衔铁元件的远端的端部，要么可以从所述远端的衔铁元件端部朝所述衔铁元件的中间的区域的方向延伸，从而作为第一和/或第二衔铁元件