用于操作电子断路器的方法、电子断路器以及具有电子断路器的电气系统与流程

本发明涉及一种用于操作电子断路器的方法、一种电子断路器以及一种具有电子断路器的电气系统。

背景技术：

1、现代半导体断路器(英文：semiconductor circuit breaker，简称sccb，有时也称为solid state circuit breaker(固态断路器)，简称sscb；在下文使用缩写sccb)能够在短路情况下比常规断路器(miniature circuit breaker(微型断路器)，简称mcb)快得多地切断电路。在此，sccb还具有标称切换能力或者短路切换能力。在此，涉及如下电流值，在该电流值的情况下，mcb或sccb在短路情况下仍然可以安全地切断。对于230/400v家庭安装，该电流值例如介于3ka与15ka之间。德国能源供应公司需要至少为6ka的短路切换能力。

2、众所周知，短路切换电流或者标称切换能力是mcb或sccb的标称电流的倍数。在230/400v家庭安装的情况下在耗电器电路中的常见标称电流例如为10a、16a或32a。

技术实现思路

1、本发明所具有的任务在于：说明一种可用来确定或至少估计实际预期的最大短路电流的方法。

2、该任务通过一种具有专利独立权利要求1的特征的方法、通过一种具有用于实施按照本发明的方法的装置的电子断路器以及通过一种具有这种断路器的电气系统来解决。

3、本发明的有利的扩展方案在从属权利要求中说明。

4、本发明的优点在于：按照本发明的断路器、尤其是半导体断路器sccb，确定用于计算或至少估计供电电路的供电线的线路阻抗的电流和电压测量值，其方式是该断路器将负载电路的供电中断得刚好足够长的时间，以便检测足够数量的测量值，而该中断不会损害负载。在此，利用了如下情况：按照相关标准设计的负载容忍短暂的中断，而不会出现负载故障。优选地，该中断持续不长于20ms，特别优选地不长于10ms，但是也可以被限制为2ms。

5、优选地，通过在现代sccb中总归存在的处理单元来执行线路阻抗的计算。替代地，将测量值传送给上级设备以用于评估。

6、在此，有利地，使用在现代断路器中、尤其是在sccb中总归存在的组件，如sccb的与机械开关元件相比快速切换的电子开关元件、一个/多个电压测量装置以及一个/多个电流测量装置，即，除了可以例如以软件或固件实现的控制装置或处理单元之外，优选地不需要在sccb上进行调整。

7、所确定的线路阻抗可以被显示给操作者或安装人员，接着，该操作者或安装人员可以将该线路阻抗与目标值进行比较并且在偏差无法容忍时采取相对应的措施。在此，该显示可以通过sccb本身的显示单元来实现，和/或通过在与sccb无线或有线耦合的设备上的显示来实现。该设备例如可以是该电气系统的固定安装的设备，或者是便携式设备，例如便携式诊断设备，或者是智能电话。

8、根据该线路阻抗的所确定的或所估计的值，该操作者或安装人员可以确定预期最大短路电流。在实施例中，该步骤可以是按照本发明的自动化方法的一部分，其方式是sccb和/或上级设备根据该线路阻抗来确定在负载电路中发生短路时的最大预期电流增加，代替该线路阻抗和/或除了该线路阻抗之外，向该操作者或安装人员显示该最大预期电流增加。

9、如果在负载电路中发生短路时的最大预期电流增加超过sccb的短路切换能力或者从中导出的阈值，例如该短路切换能力的80％，则该负载电路可以被置于安全模式，例如切断，而且可以将故障相对应地输出给该操作者或安装人员。

技术特征：

1.一种用于操作电子断路器(100)的方法，所述电子断路器将所要保护的负载电路(200)耦合到供电电路(300)上，并且具有机械开关元件(110)和与之串联的电子开关元件(120)，所述方法具有如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其中，

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，步骤b)和c)同时或者几乎同时被执行，并且分别检测电流测量值和电压值的对。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，通过所述电子断路器(100)来执行计算步骤e)、f)和/或g)中的一些或所有计算步骤。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，通过上级设备来执行计算步骤e)、f)和/或g)中的一些或所有计算步骤，其中，对于相应计算所需的电流测量值和/或电压值由所述断路器(100)无线地或有线地传送给所述上级设备。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，如果流经所述断路器的电流的瞬时值(i)超过阈值，优选地对应于所述电流的峰值，则进行所述关断。

8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所确定的电压值之一是在所述关断的时间点附在所述断路器(100)的供电侧接线柱(101、102)上的电压(u1)的瞬时值(u10)。

9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在负载的具有高接通电流的接通过程期间进行所述关断。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中，在所述关断之后不迟于20ms、优选地不迟于10ms、尤其是不迟于2ms进行所述重新接通。

11.一种电子断路器(100)，所述电子断路器具有：电压测量装置(140、150)、电流测量装置(160)以及处理单元(130)，所述处理单元被编程为执行根据上述权利要求中任一项所述的方法。

12.一种电气系统，其具有：一个或多个根据权利要求11所述的断路器(100)；以及能与一个或多个所述断路器(100)无线或有线连接的设备，用于确定和/或显示在所述负载电路(200)中发生短路时的最大预期电流增加。

13.根据权利要求12所述的电气系统，所述电气系统被设计为使得：通过所述设备来启动用于确定在所述负载电路(200)中发生短路时的最大预期电流增加的方法。

技术总结本发明涉及一种用于操作断路器(100)的方法，该断路器将所要保护的负载电路(200)耦合到供电电路(300)上。在此，该断路器(100)具有机械开关元件(110)和与之串联的电子开关元件(120)。在一个方法步骤中，借助于电子开关元件(120)来关断该负载电路(200)。然后，确定流经该断路器的电流(i)的至少两个在时间上间隔开的电流测量值(i1、i2)。此外，确定附在该断路器(100)的供电侧接线柱(101、102)上的电压的至少两个在时间上间隔开的电压值(u10、u11、u12)，其中的至少一个电压值是在该关断之后。通过电子开关元件(120)来重新接通该电路(200)，其中，该关断与该重新接通之间的时长被选择为使得由该负载电路供电的负载(230)不受供电中断的损害。最后，根据电压值(u10、u11、u12)和电流测量值(i1、i2)以及它们的时间间隔，计算供电电路(300)的供电线的线路阻抗(L1)。技术研发人员：M·坦霍伊泽受保护的技术使用者：西门子股份公司技术研发日：技术公布日：2024/10/10