[发明专利]低压断路器和故障电弧识别单元

说明书

本发明涉及一种罗戈夫斯基线圈，其用于确定低压交流电路的导体的电流大小，该罗戈夫斯基线圈输出模拟电压，该模拟电压是导体的电流大小的等效量。罗戈夫斯基线圈与模拟积分器连接，在该模拟积分器之后跟随有模数转换器，该模数转换器将积分后的模拟电压转换为数字信号，该数字信号被微处理器进一步处理，使得对由罗戈夫斯基线圈和连接在罗戈夫斯基线圈下游的组件所产生的相移进行补偿，从而存在相位正确的电流值，以用于识别故障情况以保护低压交流电路，特别是用于低压断路器或故障电弧识别单元。

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于低压交流电路的低压断路器、一种根据权利要求3的前序部分的用于低压交流电路的故障电弧识别单元以及一种根据权利要求9的前序部分的用于对低压交流电路进行故障电弧识别的方法。

背景技术

断路器是一种保护设备，其功能与保险装置类似。断路器监视借助导体流经该断路器的电流，并且当超过保护参数、诸如电流边界值或电流-时间段边界值时(即，当存在针对一定的时间段的电流值时)，中断到能量汇点或耗电器的电流或能量流，这被称为触发。所设置的电流边界值或电流-时间段边界值是对应的触发原因。中断例如通过断开断路器的触点来实现。

特别是对于低压电路、低压设备或低压电网，依据电路中所规定的电流大小，存在不同类型的断路器。在本发明的意义上，断路器尤其是指如其在低压设备中针对63至6300安培的电流、特别是额定电流或最大电流所使用的开关。更具体地，封闭式断路器用于63至1600安培的电流、特别是125至630或1200安培的电流。敞开式断路器特别地用于630至6300安培的电流、更具体地1200至6300安培的电流。

敞开式断路器也被称为空气断路器，简称ACB，并且封闭式断路器也被称为塑壳断路器或紧凑型断路器，简称MCCB。

低压是指直至1000伏的交流电压或1500伏的直流电压的电压。更具体地，低压特别是指大于具有50伏的交流电压或120伏的直流电压的值的小电压的电压。

在本发明的意义上，断路器尤其是指具有用作控制单元的电子触发单元(也称为电子脱扣器(Electronic Trip Unit)，简称ETU)的断路器。

在低压交流电路或低压设备或低压电网中，短路通常与出现故障电弧、例如并联或串联的故障电弧有联系。特别是在强功率的配电设备和开关设备中，在没有足够快速地进行关断的情况下，这些故障电弧可能导致对运行部件、设备部件或整个开关设备的灾难性损坏。为了避免能量供应的持续较长且大面积的故障并减少人身伤害以及一般损失，必须在几毫秒内识别和消除这种故障电弧，特别是强电流或并联的故障电弧。能量供应设备的传统保护系统不能提供满足必要的时间要求的可靠保护。

在此所指的并非例如在电气开关中、特别是在触点上出现的开关电弧。

故障电弧是指例如在电路中或设备中发生电气故障时出现的电弧。例如，该故障电弧可能是由于短路或连接不良而造成的。

如果电流在有故障的相导体中流动，该相导体例如具有例如由于挤压而导致的减小的横截面，则由于载流能力的降低，由此这导致不允许的加热，并且作为其结果必要时导致导体熔化并导致串联故障电弧。如果出现与另外的相导体的(快速)短路(Fastkurzschluss)，则这被称为并联故障电弧。并联故障电弧例如可能是由于绝缘材料的老化或相导体之间存在导电污染而引起的。并联故障电弧可以出现在两个不同的相导体之间、相导体(L)与接地导体(PE)之间或相导体与中性导体(N)之间。在许多情况下，由于串联电弧、例如由于不专业的工作或接触装置的尺寸不正确也会产生并联电弧。如果电弧具有并联故障电弧和串联故障电弧的特性，则这被称为复合故障电弧。

通常，故障电弧导致导体与设备部件之间的导电故障连接。