[发明专利]模块式开关设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种权利要求1前序部分所述的模块式开关设备。

背景技术

(低压)开关设备的可用性通常情况下受到所谓的电寿命的限制。当开关设备接触元件上的接触材料完全耗尽或者静触点和动触点熔接在一起时，开关设备的电寿命就终止了。接触器的接触材料消耗与开关负载相关。电源开关的电寿命主要取决于被切断短路电流的强度。

由于开关设备的机械寿命一般情况下远比其电寿命长，大尺寸接触器的动、静触点往往可以单个更换，因此，开关设备的其余组件在开关设备的电寿命终止后仍可继续使用。但接触元件的更换比较复杂。因此，小尺寸开关设备通常不具有可更换性。这类开关设备在其电寿命终止后必须进行整体更换。

此外，例如DE 35 31 710 C2、EP 0 179 677 A1和DE 198 36 549 A1中公开了具有模块式结构的开关设备。这种开关设备通过其模块式结构可实现很高的预制度，也就是开关箱与不同功能模块进行不同组合，可实现大量功能各不相同的开关设备类型。从上述文献中无法获得将功能模块可拆卸地固定在开关箱上的方案。

DE 689 06 238 T2中公开了一种如权利要求1前序部分所述的开关设备。这种开关设备包括带有多极电源开关的开关箱，多极电源开关用于对主电路的电流线路进行通断。这种已知开关设备此外还包括两个可拆卸操作模块(可拆卸的作用在于更换模块，尤其是在开关箱是用电路技术进行安装的情况下)，这两个操作模块包含有用于对电源开关进行直接和间接操作的机电组件。其中，间接操作模块配有保护装置，当主电路中的电流出现异常时，保护装置会对闭锁装置进行操作，闭锁装置又会对电源开关发生作用，以达到切断主电路的目的。保护装置通过触针和相应的接触衬套与主电路的电流线路电接触，因此，主电路从开关箱通入至少一个操作模块。

发明内容

本发明的目的是提供一种开关设备，这种开关设备以简单的方式确保在其常规电寿命终止后至少部分仍具有可用性。

根据本发明，这个目的通过权利要求1的特征而达成。符合权利要求1所述特征的开关设备具有模块式结构，并包括一个开关箱，该开关箱除开关单元外，还包含属于这个开关单元的主电路的全部组件。开关设备还包括一个基本模块，基本模块包括一个用于操作开关单元的机械和/或电力可控释放机构(也可选用机电或电子控制方式)。其中，开关箱和基本模块固定在一起，这种固定可以非破坏性方式加以解除，因此，当开关设备的电寿命终止后，可简单地用一个新开关箱更换旧开关箱，以此达到在开关设备电寿命终止后对原有基本模块继续加以利用的目的。

因此，本发明涉及的是模块式开关设备的概念。但本发明对模块式结构的使用场合不同于现有技术，本发明通过模块式结构所要达成的目的与现有模块式开关设备的概念截然不同。现有技术使用模块式结构的目的在于，通过将开关箱与各种功能模块组合来实现功能的可变性。

不同的是，本发明所要实现的开关箱可更换性主要通过两个特征相结合而实现，这两个特征只有在本专利申请所涉及的背景下才能协同作用：一方面，所述开关箱可拆卸地固定在基本模块上，使得更换开关箱成为可能；另一方面，主电路只布置在开关箱内，否则，即便更换开关箱，也无法使开关设备具有可用性。

根据优选实施方式，所述基本模块包括，一个用于对上述开关单元进行电控制的机电驱动装置。这个驱动装置以常规方式特别通过电磁体而实现，电磁体通过挺杆以机械方式对开关单元发生作用。一方面可从外部直接对驱动装置进行电控操作，从而通过驱动装置对开关设备进行通断。另一方面，驱动装置还可用作从属于开关设备的电子保护开关单元的释放元件。电子保护开关单元包括：一个接入主电路的电流或电压测量单元(特别是互感器)和一个电子释放装置。所述测量单元用于产生反映主电路中的电流或电压情况的测量信号。这个测量信号通过一个信号电路(即与主电路分开的二次电路)被传输给电子分析装置。上述电子释放装置通过对测量信号的分析确定是否存在释放条件，其中，如果满足释放条件，电子分析装置就对驱动装置进行控制。根据传输过来的测量信号的具体类型和释放条件的具体规定，电子保护开关单元可用于识别过载、短路、断路、欠压、过电压或主电路中的其他电流异常情况。为能确保所述开关箱的简单可更换性，测量单元布置在开关箱内，电子分析装置布置在基本模块中。其中，为能将信号电路连接在开关箱和基本模块之间的接点处，设置有相应的合适的插式接头，借助于这些插式接头，信号电路在基本模块与开关箱相连时自动闭合。