本發(fā)明涉及一種用于操作電子斷路器的方法、一種電子斷路器以及一種具有電子斷路器的電氣系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)代半導體斷路器(英文：semiconductor?circuit?breaker，簡稱sccb，有時也稱為solid?state?circuit?breaker(固態(tài)斷路器)，簡稱sscb；在下文使用縮寫sccb)能夠在短路情況下比常規(guī)斷路器(miniature?circuit?breaker(微型斷路器)，簡稱mcb)快得多地切斷電路。在此，sccb還具有標稱切換能力或者短路切換能力。在此，涉及如下電流值，在該電流值的情況下，mcb或sccb在短路情況下仍然可以安全地切斷。對于230/400v家庭安裝，該電流值例如介于3ka與15ka之間。德國能源供應(yīng)公司需要至少為6ka的短路切換能力。

2、眾所周知，短路切換電流或者標稱切換能力是mcb或sccb的標稱電流的倍數(shù)。在230/400v家庭安裝的情況下在耗電器電路中的常見標稱電流例如為10a、16a或32a。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所具有的任務(wù)在于：說明一種可用來確定或至少估計實際預期的最大短路電流的方法。

2、該任務(wù)通過一種具有專利獨立權(quán)利要求1的特征的方法、通過一種具有用于實施按照本發(fā)明的方法的裝置的電子斷路器以及通過一種具有這種斷路器的電氣系統(tǒng)來解決。

3、本發(fā)明的有利的擴展方案在從屬權(quán)利要求中說明。

4、本發(fā)明的優(yōu)點在于：按照本發(fā)明的斷路器、尤其是半導體斷路器sccb，確定用于計算或至少估計供電電路的供電線的線路阻抗的電流和電壓測量值，其方式是該斷路器將負載電路的供電中斷得剛好足夠長的時間，以便檢測足夠數(shù)量的測量值，而該中斷不會損害負載。在此，利用了如下情況：按照相關(guān)標準設(shè)計的負載容忍短暫的中斷，而不會出現(xiàn)負載故障。優(yōu)選地，該中斷持續(xù)不長于20ms，特別優(yōu)選地不長于10ms，但是也可以被限制為2ms。

5、優(yōu)選地，通過在現(xiàn)代sccb中總歸存在的處理單元來執(zhí)行線路阻抗的計算。替代地，將測量值傳送給上級設(shè)備以用于評估。

6、在此，有利地，使用在現(xiàn)代斷路器中、尤其是在sccb中總歸存在的組件，如sccb的與機械開關(guān)元件相比快速切換的電子開關(guān)元件、一個/多個電壓測量裝置以及一個/多個電流測量裝置，即，除了可以例如以軟件或固件實現(xiàn)的控制裝置或處理單元之外，優(yōu)選地不需要在sccb上進行調(diào)整。

7、所確定的線路阻抗可以被顯示給操作者或安裝人員，接著，該操作者或安裝人員可以將該線路阻抗與目標值進行比較并且在偏差無法容忍時采取相對應(yīng)的措施。在此，該顯示可以通過sccb本身的顯示單元來實現(xiàn)，和/或通過在與sccb無線或有線耦合的設(shè)備上的顯示來實現(xiàn)。該設(shè)備例如可以是該電氣系統(tǒng)的固定安裝的設(shè)備，或者是便攜式設(shè)備，例如便攜式診斷設(shè)備，或者是智能電話。

8、根據(jù)該線路阻抗的所確定的或所估計的值，該操作者或安裝人員可以確定預期最大短路電流。在實施例中，該步驟可以是按照本發(fā)明的自動化方法的一部分，其方式是sccb和/或上級設(shè)備根據(jù)該線路阻抗來確定在負載電路中發(fā)生短路時的最大預期電流增加，代替該線路阻抗和/或除了該線路阻抗之外，向該操作者或安裝人員顯示該最大預期電流增加。

9、如果在負載電路中發(fā)生短路時的最大預期電流增加超過sccb的短路切換能力或者從中導出的閾值，例如該短路切換能力的80％，則該負載電路可以被置于安全模式，例如切斷，而且可以將故障相對應(yīng)地輸出給該操作者或安裝人員。

技術(shù)特征：

1.一種用于操作電子斷路器(100)的方法，所述電子斷路器將所要保護的負載電路(200)耦合到供電電路(300)上，并且具有機械開關(guān)元件(110)和與之串聯(lián)的電子開關(guān)元件(120)，所述方法具有如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，

3.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，

4.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，步驟b)和c)同時或者幾乎同時被執(zhí)行，并且分別檢測電流測量值和電壓值的對。

5.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，通過所述電子斷路器(100)來執(zhí)行計算步驟e)、f)和/或g)中的一些或所有計算步驟。

6.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的方法，其中，通過上級設(shè)備來執(zhí)行計算步驟e)、f)和/或g)中的一些或所有計算步驟，其中，對于相應(yīng)計算所需的電流測量值和/或電壓值由所述斷路器(100)無線地或有線地傳送給所述上級設(shè)備。

7.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，如果流經(jīng)所述斷路器的電流的瞬時值(i)超過閾值，優(yōu)選地對應(yīng)于所述電流的峰值，則進行所述關(guān)斷。

8.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，所確定的電壓值之一是在所述關(guān)斷的時間點附在所述斷路器(100)的供電側(cè)接線柱(101、102)上的電壓(u1)的瞬時值(u10)。

9.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在負載的具有高接通電流的接通過程期間進行所述關(guān)斷。

10.根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其中，在所述關(guān)斷之后不遲于20ms、優(yōu)選地不遲于10ms、尤其是不遲于2ms進行所述重新接通。

11.一種電子斷路器(100)，所述電子斷路器具有：電壓測量裝置(140、150)、電流測量裝置(160)以及處理單元(130)，所述處理單元被編程為執(zhí)行根據(jù)上述權(quán)利要求中任一項所述的方法。

12.一種電氣系統(tǒng)，其具有：一個或多個根據(jù)權(quán)利要求11所述的斷路器(100)；以及能與一個或多個所述斷路器(100)無線或有線連接的設(shè)備，用于確定和/或顯示在所述負載電路(200)中發(fā)生短路時的最大預期電流增加。

13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電氣系統(tǒng)，所述電氣系統(tǒng)被設(shè)計為使得：通過所述設(shè)備來啟動用于確定在所述負載電路(200)中發(fā)生短路時的最大預期電流增加的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種用于操作斷路器(100)的方法，該斷路器將所要保護的負載電路(200)耦合到供電電路(300)上。在此，該斷路器(100)具有機械開關(guān)元件(110)和與之串聯(lián)的電子開關(guān)元件(120)。在一個方法步驟中，借助于電子開關(guān)元件(120)來關(guān)斷該負載電路(200)。然后，確定流經(jīng)該斷路器的電流(i)的至少兩個在時間上間隔開的電流測量值(i1、i2)。此外，確定附在該斷路器(100)的供電側(cè)接線柱(101、102)上的電壓的至少兩個在時間上間隔開的電壓值(u10、u11、u12)，其中的至少一個電壓值是在該關(guān)斷之后。通過電子開關(guān)元件(120)來重新接通該電路(200)，其中，該關(guān)斷與該重新接通之間的時長被選擇為使得由該負載電路供電的負載(230)不受供電中斷的損害。最后，根據(jù)電壓值(u10、u11、u12)和電流測量值(i1、i2)以及它們的時間間隔，計算供電電路(300)的供電線的線路阻抗(L1)。

技術(shù)研發(fā)人員：M·坦霍伊澤
受保護的技術(shù)使用者：西門子股份公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10