本發(fā)明涉及電氣保護裝置和系統(tǒng)的，例如電路斷路器。更具體地，本發(fā)明涉及被稱為“固態(tài)斷路器”的電路斷路器的。

背景技術：

1、許多機電式電氣開關裝置，如空氣斷路器，特別是小型斷路器(mcb)通常包括滅弧室。滅弧室設置成熄滅在裝置脫扣后電觸頭分離時裝置電觸頭之間空氣中產(chǎn)生的電弧。

2、除了用于斷開電路的至少一個可移動部件外，滅弧室通常還包括一個疊在另一個頂部的金屬板的堆疊，以擴展和熄滅電路斷開時可能出現(xiàn)的電弧。

3、然而，為了提高這些電氣保護裝置(以下稱為“保護裝置”)的性能，已提出用包含基于半導體部件的功率開關的電子斷路裝置來替代滅弧室。這種斷路器被稱為“固態(tài)”斷路器。

4、2022年11月25日公布的法國專利申請fr3123141公開了此類電氣保護裝置。

5、例如，這些電氣保護裝置的改進性能有利于包括電化學蓄電池組的直流(dc)電氣系統(tǒng)，其電氣保護裝置必須能夠在發(fā)生電氣故障時以非?？斓姆磻獣r間中斷強電流。

6、這些固態(tài)電氣保護裝置必須能夠中斷電流，其可靠性和安全性至少與機電保護裝置相同。這些可靠性和安全性要求在標準中定義，例如由美國保險商實驗室(ul)認證機構管理的“ul?489i”標準。

7、本標準包括固態(tài)塑殼斷路器(sscb)或固態(tài)混合塑殼斷路器(sshcb)必須滿足的要求。

8、這些要求涵蓋了2023年的斷路器，其標稱值范圍為，例如，交流電流高達1000v，直流電流高達1500v，使用半導體進行切換。例如，這些保護裝置旨在保護服務入口、電源線和分支電路。這些裝置可能需要輔助控制電源。

9、該標準規(guī)定，斷路器在斷開電子設備出現(xiàn)故障時，在閉合和斷開時必須能夠切斷等于六倍標稱電流的電流。

10、本發(fā)明的目的是提出一種電氣保護裝置，包括在斷開電子設備出現(xiàn)故障時的切換機構。

技術實現(xiàn)思路

1、上述目標至少部分通過一種電氣保護裝置實現(xiàn)，該裝置包括兩個連接端子、可分離并連接在兩個連接端子之間的主電觸頭，主電觸頭可在電觸頭分離的斷開狀態(tài)和電觸頭接觸的閉合狀態(tài)之間切換；切換機構，該切換機構適用于將主電觸頭切換至斷開狀態(tài)；與主電觸頭串聯(lián)連接的固態(tài)電源開關，該電源開關適于在阻斷電流通過的斷開狀態(tài)和允許電流通過的閉合狀態(tài)之間轉換，以及與主電觸頭并聯(lián)連接的安全裝置。該安全裝置包括輔助電觸頭，該輔助電觸頭是可分離的，并且可在斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間移動。切換機構適于將輔助電觸頭切換到斷開狀態(tài)。電氣保護裝置包括控制單元，控制單元適于在斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)之間轉換電氣保護裝置，在斷開狀態(tài)下，電源開關、主電觸頭和輔助電觸頭處于斷開狀態(tài)，在閉合狀態(tài)下，電源開關、主電觸頭和輔助電觸頭處于閉合狀態(tài)?？刂茊卧m于控制電源開關和切換機構，并且當電氣保護裝置閉合時，在主電觸頭和電源開關閉合之前閉合安全裝置的輔助電觸頭，并且當電氣保護裝置斷開時，在斷開安全裝置的輔助電觸頭之前斷開主電觸頭和電源開關。當大于預定值的電流流過所述安全裝置時，安全裝置適于激活切換機構以將主電觸頭和輔助電觸頭切換到斷開狀態(tài)。

2、有利的是，保護電氣保護裝置免受電源開關可能出現(xiàn)的故障的影響，該故障仍會允許電流通過，盡管電流開關應處于斷開狀態(tài)。

3、具體而言，當電氣保護裝置正在閉合時，即當電氣保護裝置從斷開狀態(tài)轉變?yōu)殚]合狀態(tài)時，安全裝置的輔助電觸頭首先閉合。假設電源開關雖然處于斷開狀態(tài)，但無論如何都會允許電流通過，則安全裝置激活切換機構以立即斷開主電觸頭和輔助電觸頭，可能在閉合過程中，從而中斷電氣保護裝置中的電流。

4、同樣，當電氣保護裝置正在斷開時，即當電氣保護裝置從閉合狀態(tài)轉變?yōu)閿嚅_狀態(tài)時，安全裝置的輔助電觸頭最后斷開。假設電源開關雖然被切換到斷開狀態(tài)，但無論如何仍允許電流通過，則安全裝置激活切換機構以立即斷開主電觸頭和輔助電觸頭，從而中斷電氣保護裝置中的電流。

5、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，安全裝置包括第一撞擊器，當大于預定值的電流流過所述安全裝置時，第一撞擊器激活切換機構，將主電觸頭和輔助電觸頭切換至斷開狀態(tài)。

6、有利的是，通過撞擊器的可能電流可使所述撞擊器脫扣并激活切換機構。

7、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，切換機構適用于將可分離主電觸頭和可分離輔助電觸頭切換至斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)，安全裝置還適用于，當大于預定值的電流流經(jīng)所述安全裝置時，且在激活切換機構以將可分離主電觸頭和可分離輔助電觸頭切換至斷開狀態(tài)后，阻止切換機構以防止主電觸頭和輔助電觸頭切換至閉合狀態(tài)。

8、有利的是，在電源開關可能出現(xiàn)故障后脫扣的情況下，安全裝置會阻止可分離主電觸頭和輔助電觸頭閉合的任何可能性，使電氣保護裝置安全。

9、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一撞擊器包括阻擋元件，其適于在撞擊器被撞擊時保持切換機構被阻擋。

10、有利的是，一旦脫扣，撞擊器將被阻擋在其脫扣位置，從而使切換機構保持阻擋狀態(tài)，從而防止可分離主電觸頭和輔助電觸頭閉合的可能性。

11、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，安全裝置還包括與輔助電觸頭串聯(lián)連接的限流元件。

12、有利的是，如果輔助電觸頭斷開時形成電弧，限流元件可降低通過安全裝置的電流強度，從而熄滅處于斷開位置的輔助電觸頭之間的電弧。這對于直流和/或高壓(例如，大于750vdc的電壓)尤其有利。

13、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，與輔助電觸頭串聯(lián)連接的限流元件為保險絲。

14、有利的是，保險絲可根據(jù)保險絲的尺寸永久切斷安全裝置中的電流。

15、根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述安全裝置還包括移動屏，所述移動屏由電絕緣材料制成，適于在第一位置和第二位置之間移動，默認情況下，所述移動屏位于第一位置，并位于主電觸頭之間，以防止主電觸頭在第二位置接觸。安全裝置包括第二撞擊器，當大于預定值的電流流過所述安全裝置時，第二撞擊器適于將移動屏移動到第二位置。

16、有利的是，在電源開關可能出現(xiàn)故障的情況下，放置絕緣屏，從物理上防止主電觸頭閉合。因此，與保險絲(有效切斷安全裝置)的存在相結合，該特征防止了主電觸頭的任何閉合，并使得保護裝置的電流切斷獨立于切換機構的任何可能動作。根

17、據(jù)本發(fā)明的一個實施例，第一撞擊器和第二撞擊器為同一個撞擊器。

18、有利的是，通過使用同一個撞擊器激活切換機構并將絕緣屏置于主觸頭之間，簡化了保護裝置的結構，并使其更加緊湊。

技術特征：

1.一種電氣保護裝置(300)，包括:

2.根據(jù)前述權利要求所述的電氣保護裝置(300)，其中，所述安全裝置包括第一撞擊器(354)，所述第一撞擊器適于，當大于預定值的電流流經(jīng)所述安全裝置(350)時，激活所述切換機構(340)以將所述主電觸頭(330)和所述輔助電觸頭(352)切換到斷開狀態(tài)。

3.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電氣保護裝置(300)，其中，所述切換機構適于將可分離主電觸頭和可分離輔助電觸頭切換到斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)，所述安全裝置還適于:當大于預定值的電流流過所述安全裝置時，并且在已經(jīng)激活所述切換機構以將所述可分離主電觸頭和所述可分離輔助電觸頭切換到斷開狀態(tài)之后，阻止切換機構(340)以防止主電觸頭和輔助電觸頭切換到閉合狀態(tài)。

4.根據(jù)權利要求2和3所述的電氣保護裝置，其中，所述第一撞擊器(354)包括阻擋元件(354a),所述阻擋元件適于在撞擊器被撞擊時保持切換機構(340)被阻擋。

5.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電氣保護裝置，其中，所述安全裝置還包括與所述輔助電觸頭(352)串聯(lián)連接的限流元件(355)。

6.根據(jù)前述權利要求所述的電氣保護裝置，其中，與所述輔助電觸頭串聯(lián)連接的限流元件(355)是保險絲。

7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的電氣保護裝置，其中，所述安全裝置還包括移動屏(321)，所述移動屏由電絕緣材料制成，并且適于在第一位置和第二位置之間移動，所述移動屏默認位于第一位置，并且位于主電觸頭之間，以在第二位置防止主電觸頭之間接觸，所述安全裝置包括第二撞擊器，第二撞擊器適于，當大于預定值的電流流過所述安全裝置時:-將移動屏移動到第二位置。

8.根據(jù)權利要求4和7所述的電氣保護裝置，其中，所述第一撞擊器(354)和所述第二撞擊器是同一個撞擊器(354)。

技術總結
本發(fā)明涉及一種電氣保護裝置，包括主電觸頭、切換機構、與主電觸頭串聯(lián)的固態(tài)電源開關、與主電觸頭并聯(lián)的安全裝置，該安全裝置包括輔助電觸頭、控制單元，該控制單元適于控制電源開關和切換機構，該安全裝置適于，當大于預定值的電流流過所述安全裝置時，激活切換機構以將主電觸頭和輔助電觸頭切換到斷開狀態(tài)。

技術研發(fā)人員：E·多梅杰,E·弗蘭金
受保護的技術使用者：施耐德電氣工業(yè)公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30