[发明专利]具有过电压保护的故障电弧保护开关

说明书

技术领域

本发明涉及故障电弧保护开关，其具有：待监视线路可被连接到的信号输入装置，用于提供该线路的输入信号；分析装置，用于在故障电弧的存在方面分析该输入信号；以及触发装置，用于基于分析装置的触发信号中断待监视线路。

背景技术

当光控开关有缺陷并且在光控开关的两个触点之间的距离太小以致电流可能被中断时，在电路中例如可能出现电弧。于是，在两个触点之间形成电弧。除了在电路中串行地（in Serie）形成的电弧外，也可能在电路的中性导体和相之间形成电弧。如果出现电弧，那么周围部件的温度升高，并且可能发生火灾。

因此有意义的是，提供一种装置，借助其保证防电弧保护。为此开发了所谓的故障电弧保护开关（AFDD=Arc Fault Detection Devices，电弧故障检测装置），它们能够识别并且减弱在低压安装中的串行的和并行的故障电弧。这些设备借助复杂的模拟电路和/或信号处理器监视高频信号分量、线路电压和负载电流。

因为故障电弧保护开关被用于保护被供给230 Vac电压的分支电路，因此这些设备可能遭受由于在三相系统或在配电网变压器中的干扰而逆流而上地形成的过电压。线路电压在此在干扰情况下可以为直至400Vac。

故障电弧保护开关的电子装置要求在10mA至50mA范围中的足够的DC电流供给和在小的DC电压情况下可提供该电流的电源部分。

故障电弧保护开关的许多传感器、如用于接收HF分量的高频变压器和用于测量电流或电压的电流转换器直接被连接到分支电路的相导体和中性导体上。由此它们可以遭受过电压。通常用于控制磁性开关并且用于触发故障电弧保护开关的触发机械装置的晶闸管也直接与施加有电压的部分相连接。所有这些器件必要时遭受过电压。

使用可以经受住这种过电压的电压供给组件、传感器和晶闸管是昂贵的并且因而也是不常见的。于是必须使用具有更高标称电压的组件，其一方面是更贵的并且另一方面具有更大的尺寸。

在美国市场上可以找到故障电弧保护开关（AFCI=Arc Fault Circuit Interrupter,电弧故障断路器），其在120Vac下工作并且通常经得住直至240Vac，这可能起因于在两相系统中的干扰。故障电流保护开关（RCD=Residual Current Device,剩余电流装置）也面对相同的问题。一些能够接受过电压，而另一些被装备有附加的过电压保护，该过电压保护引起附加的成本。

由出版物DE 10 2008 004 869 A1已知用于欧洲IEC技术的电弧保护模块。该模块具有用于检测在电路中是否出现电弧的装置。此外，该模块不具有自己的分离触点，而是相反具有用于促使打开本来布置在电路中的保护开关的分离触点的装置。

发明内容

本发明的任务在于，以简单的方式保护故障电弧保护开关和所述故障电弧保护开关监视的电路以防过电压。

根据本发明，该任务通过故障电弧保护开关解决，所述故障电弧保护开关具有：

－待监视线路可被连接到的信号输入装置，用于提供线路的输入信号，

－用于在故障电弧的存在方面分析输入信号的分析装置，以及

－用于基于分析装置的触发信号中断待监视线路的触发装置，其中

－信号输入装置具有用于减少在待监视线路处的电压的电压转换器，

－电压转换器的输出信号被导向分析装置，并且

－分析装置在过电压方面分析输出信号并且相应地控制触发装置。

以有利的方式，故障电弧保护开关因此通过电压转换器被补充，该电压转换器减少在待监视线路处的电压，使得它对于故障电弧保护开关的传统地设计的电子装置是可分析的。故障电弧保护开关的分析装置于是也可以被用于在过电压的情况下触发该触发装置。

优选地，该电压转换器通过分压器来实现。分压器可以非常有益地被制造，使得故障电弧保护开关的成本能够保持得低。

分压器尤其是可以具有欧姆电阻。欧姆电阻在制造中是特别有益的。

电压转换器的输出电压可以为小于电压转换器的输入电压的5%、尤其是例如0.5%。输出电压于是通常处于低的一位数的（einstellig）伏特范围中，该伏特范围可通过传统的电子装置容易地采样。

该分析装置可以具有带有A/D转换器的输入端，电压转换器的输出信号被引导给该输入端。因此，通常本来在故障电弧保护开关中存在的数字处理器可以被使用用于分析。