专利名称：断路器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种断路器，当由于电故障使得电流的电流强度绝对值或电流强度的时间曲线不再具有期望的性能时所述断路器能切断电流。所述断路器尤其是低压断路器。
背景技术：
例如，由西门子公司制造的名称为SENTR0N3WL的产品就是这样一种断路器。这样的安全装置用于保护人，设备和仪器。用于中断能量流的触发功能通常是借助操纵磁铁实现。所述磁性装置可能是电线圈，在该电线圈中放置铁磁棒或推杆。当电流流过线圈时，线圈被激励并生成如下磁场，所述磁场将推杆从线圈中推出。通常，推杆是逆着弹力通过永久磁铁保持在线圈内，从而为了借助弹簧将推杆从磁性装置中推出去，只须通过激励电线圈产生短的力冲量。此外，断路器的工作能力依赖于磁性装置是否能够无缺陷地运行。由于电线圈的电流导线被中断、触发电路内出现短路或者由于出现机械问题，诸如推杆被卡住或被冻住，保护设备就会失去功能。为了监视功能准备或识别可能出现的故障，磁性装置必须进行周期性测试。为此，断路器必须从运行模式进入测试模式，但是，在测试模式时，当出现电故障时断路器不能执行切断电流。换句话说就是，由断路器保护的设备部分被断开或通过并联的支路提供电流。在线检测，即在断路器运行过程中进行的测试，只能结合磁性装置的电参数获知，例如通路检测或线圈的阻抗测量。在运行过程中不能完整地检测磁性单元，即，包括机械性能的检测。
发明内容
本发明要解 决的技术问题在于，保证断路器能可靠地运行。上述技术问题通过本发明的断路器来解决。按照本发明的断路器的优选的扩展通过从属的权利要求给出。在按照本发明的断路器中，电子触发装置(即所谓的ETU(EleCtr0niC TripUnit))监视电流，以便识别是否存在电故障(短路，过电流，电弧等等)。当识别出故障时，ETU激励磁性装置，然后所述磁性装置由于受到激励可以借助推杆触发触发机构。触发机构通过触发将电流流经的两个触点分开。由此，当存在电故障时，通过断路器中断电流。按照本发明的断路器现在不仅具有一个常用的磁性装置而且还额外地具有至少另一个磁性装置，所述另一个磁性装置同样可以通过ETU激励并且同样可以借助所述磁性装置来触发触发机构。在按照本发明的断路器中所产生的优势是，提供冗余的第二磁性装置，当第一磁性装置发生故障时，可以借助所述第二磁性装置来触发触发机构。在此，现在可以想象，当出现故障时，两个磁性装置可以同时被激励，从而当其中的一个磁性装置不能工作时，触发机构可以借助另一个磁性装置来触发。但是，已经证明触发机构每次(zur Zeit)只借助两个磁性装置的其中之一来触发是特别合适的。由此产生的优点是，不必将断路器从运行模式转换成测试模式就可以检查第二磁性装置的工作能力。特别合适地，磁性装置在断路器内可以分别移动至测试位置，并且各个位于测试位置的磁性装置可以通过ETU激励，其不会因此而触发触发机构。由此产生的优点是，不必为了机械检测而拆卸磁性装置。此外，ETU还可以用于生成触发信号。结合磁性装置的机械支撑和所述磁性装置的受控运动，断路器的优选的实施方式在于，磁性装置被布置在料匣或转盘内，磁性装置可以在其内移动至不同的位置。合适地，不仅磁性装置可以移动，而且在触发机构中为了触发触发机构而作用于其的触发元件也可以在两个位置之间移动。由此产生的优点是，不仅磁性装置，而且，例如电线圈、永久磁铁和推杆也必须在断路器内移动，从而可以检测磁性装置中的一个并且使得另一个磁性装置进入运行准备状态。替代推杆，仅触发结构的触发元件，即推杆所推动的板子，必须在两个磁性装置之间转动。为了移动至少一个磁性装置和/或触发机构的至少一个元件，断路器的合适的实施方式在于，为此准备机电装置。由此可以使断路器自动实现自检。另一个优点在于，提供独立于触发机构的测试装置，当其中一个磁性装置的推杆作用于测试装置的传感器元件时，所述测试装置生成检测信号。如果处于测试位置的磁性装置受到激励，则其推杆必须移动，这样的话就可以借助测试装置检测推杆是否确实执行规定的机械运动。可以设置例如光栅、霍尔传感器或开关，尤其是微型开关作为传感器元件。优选地，两个磁性装置以相同的方式构造。当其中一个磁性装置发生故障时，断路器本身可以按规定运行。断路器的另一个实施方式在于，第二磁性装置仅被构造为紧急装置，其正确运行例如需要由电池提供能量。在此可以规定，当第一磁性装置发生故障时需要设法保证，在第一磁性装置被重新修好之前，提供第二磁性装置仅在限定的时间内用于触发触发机构。在断路器的另一个合适的实施方式中提供了控制装置，所述控制装置被构造为，在预先确定的时间点执行断路器自检。为此，控制装置生成触发信号以用于激励磁性装置中的一个。然后依据激励的磁性装置的机械性能生成检测信号。控制装置可以例如有一部分是由所述ETU和测试装置构成。通过准备这样的控制装置可以以有利的方式随时提供如下信息，是否至少有一个有效的磁性装置位于断路器内。在此，控制装置可以与断路器的通信模块耦合，以便从外部也可以通过通信连接调用信息。
下面借助实施例对本发明进行详细说明。为此，唯一的附图示出了按照本发明的断路器的实施方式的示意图。该示例描述的是本发明的优选的实施方式。
具体实施例方式图1示出了断路器10，借助所述断路器监视在电线12内流动的电流I的电流强度。电流I的电流强度曲线在此以公知的方式由断路器10的ETU14来观察和分析。当由于电故障在电线12内或在与电线12连接的耗电器内生成过电流、 短路电流或具有其它不期望的曲线的电流时，ETU14在触发导线16内生成电触发信号，然后打开断路器10的开关18，即导线12引导通过的开关。在此，触发导线16的触发信号由转换装置20传输给磁性装置26的线圈接头22、24。磁性装置26包括电线圈28，在所述线圈内设置推杆30。当触发信号导致电流流过线圈28时，磁性装置26受到激励，推杆30借此沿着推动方向32向触发机构36的触发元件34移动。磁性装置26的(未示出的)弹簧在此进一步对推杆30进行加速。一旦推杆30碰撞触发元件34，则触发机构36被触发，也就是说，所述触发机构通过机械耦合38打开开关18。在断路器10中可靠的功能得以保证。为此，断路器10定期进行自检，在所述自检过程中也对用于触发触发机构36所需的组件的机械工作能力进行检测。由此可以保证，没有如下机械问题，诸如卡住或冻住，其会导致在导线16内存在触发信号时用于操作触发元件34的信号的机械转换受阻。断路器10具有第二磁性装置40用于自检，所述第二磁性装置像磁性装置26 —样具有电线圈42和推杆44，所述推杆借助线圈42和(未显出的)弹簧可以从线圈42向推动方向46推出。磁性装置26和磁性装置40可以借助转换装置20交替地进入触发元件34前面的运行位置48。由此，另一个磁性装置26、40位于测试装置52前面的检测位置50。图中显示的情形是，磁性装置40处于检测位置50。如果磁性装置40在此被激励，那么其就会使其推杆44朝着推动方向46加速，这会被测试装置52的传感器54识别。同样可以通过ETU14生成用于激励处在检测位置50的磁性装置40的触发信号。此外，ETU14也可以与测试装置52连接，从而可以通过该测试装置识别是否存在ETU14的触发信号，以便在没有故障时，传感器54必须记录推杆44的移动。根据处在位置50的待检测的磁性装置的机械性能，即特别是根据传感器54的信号，测试装置52在通信连接56内生成检测信号，所述检测信号被传输给输出装置58。如果其中一个处在检测位置50的磁性装置发生故障，则可以通过输出装置58以声光形式输出。为此，输出装置58具有显示屏或扩音器。输出装置58本身也可以 布置在断路器10内。其也可以是外部设备，例如位于安装有断路器10的大型设备的测试台内。在这种情况下，通信连接56相应地是无线的无线电通信或网络连接。转换装置20可以是机电装置，磁性装置26、40借助所述转换装置可以分别地在运行位置48与检测位置50之间交换。为了所述机械调节，两个磁性装置26、40可以被布置在一个转盘上面。线圈接头22、24和磁性装置40的相应的线圈接头60、62可以例如被构造为滑动触点。对转换装置20的控制可以通过例如控制装置66完成，所述控制装置可以例如通过微控制器实现。作为磁性装置26、40的机械运动的替换也可以规定，触发元件34和传感器54可以通过转换装置20经由机械耦合68在两个磁性装置26、40之间移动，从而触发元件34或者被布置在推杆30的前面或者被布置在推杆44的前面，并且传感器54也相应地位于另一个推杆30、44的前面。通过示例示出了，如何在断路器10中检测整个的信号路径，即从ETU14内的触发逻辑电路直到用于触发机构的接口(即，作用于触发机构36的弹簧储能器的碰撞的触发元件34)，而不会影响或限制断路器10的运行准备。断路器10可以被用于监视导线12内的电流I。通过控制装置66可以按预先设定的期限，例如一天或一周，通过控制导线70对转换装置20进行控制，使得磁性装置26、40的位置48、50或触发元件34和传感器54的位置进行互换。随后，可以通过控制装置66激励ETU14，为处于检测位置50的磁性装置(或为前面刚好有传感器54的磁性装置)生成触发信号。然后，通过测试装置52生成检测信号，所述检测信号通过通信连接56传输给显示装置58。在这样的检测过程中即使被检测的磁性装置出现故障，断路器10的其它的且可靠的功能仍能得以保证，因为在这之前完成的自检中，现在位于运行位置或前面有触发元件34的磁性装置的功能已经被检测。测试装置52可以例如实现为独立的电子电路或实现为微控制器程序，所述微控制器指的是也能提供控制装置66的功能的 微控制器。
权利要求
1.一种断路器(10)，其中，ETU(14)监视电流⑴来识别是否存在电故障，并当识别出故障时激励磁性装置(26)，并且所述磁性装置(26)受到激励时借助推杆(30)触发触发机构(36)，并且所述触发机构(36)通过触发将电流(I)流经其的两个触点(18)分开， 其特征在于第二磁性装置(40)，所述第二磁性装置同样能够通过ETU(14)来激励，并且同样能够借助所述磁性装置触发所述触发机构(36)。
2.根据权利要求1所述的断路器(10)，其中，所述触发机构(36)每次仅仅能够借助两个磁性装置(26，40)其中之一来触发。
3.根据权利要求1或2所述的断路器(10)，其中，所述磁性装置(26，40)在断路器(10)内能够移动至测试位置(50)，并且位于所述测试位置(50)的磁性装置(40)能够通过所述ETU (14)激励，而该 磁性装置不会由此触发所述触发机构(36)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的断路器(10)，其中，所述磁性装置(26，40)被布置在料匣或转盘内，所述磁性装置能够在其内移动至不同的位置(48，50)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的断路器(10)，其中，在所述触发机构(36)中为了触发所述触发机构(36)而作用于其的触发元件(34)能够在两个位置之间移动，在所述位置上两个磁性装置(26，40)的其中之一分别在受到激励时作用于所述触发元件(34)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的断路器(10)，其中，能够借助机电装置(20)移动至少一个磁性装置(26，40)和/或触发机构的至少一个元件(34)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的断路器(10)，其中，提供了独立于触发机构(36)的测试装置(52)，如果磁性装置(26，40)中的一个的推杆(30，44)作用于所述测试装置(52)的传感器元件(54)，则所述测试装置生成检测信号。
8.根据上述权利要求中任一项所述的断路器(10)，其中，所述第二磁性装置(40)被如同第一磁性装置(26)那样构造。
9.根据上述权利要求中任一项所述的断路器(10)，其特征在于控制装置(66)，所述控制装置被构造用于，在预先确定的时间点执行断路器(10)的自检，并且为此生成触发信号，以便用于激励磁性装置(26，40)中的一个并且然后根据被激励的磁性装置(26，40)的机械性能生成检测信号。
全文摘要
本发明要解决的技术问题在于，保证断路器能可靠地运行。在按照本发明的断路器(10)中，ETU(14)监视电流(I)来识别是否存在电故障，并当识别出电故障时激励磁性装置(26)，并且所述磁性装置(26)受到激励时借助推杆(30)触发触发机构(36)，并且所述触发机构(36)通过触发将电流(I)流经的两个触点(18)分开。按照本发明的断路器(10)具有第二磁性装置(40)，所述第二磁性装置同样可以通过ETU(14)激励并且同样可以借助所述磁性装置触发所述触发机构(36)。
文档编号H01H71/12GK103219203SQ20121059931
公开日2013年7月24日 申请日期2012年12月24日 优先权日2011年12月22日
发明者A·博格沃德特, T·德里霍恩, P·科帕切夫斯基, A·克劳斯, A-E·穆斯奥尔, G·米勒 申请人:西门子公司