CN106451344A - 一种保护电路装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种保护电路装置，具有过电压放电器（VDR1）、热保险装置（F2）、电流保险装置（F1），其中，所述热保险装置和所述电流保险装置被串联连接并且构成第一电流支路，还具有加热元件（R1）、与所述加热元件（R1）处于热连接的第一机械预应力的热隔离点（F5），其中，所述加热元件和所述第一热隔离点被串联连接并且构成第二电流支路，其中，所述第一电流支路和所述第二电流支路被并联连接，其中，所述并联电路与所述过电压放电器（VDR1）被串联连接，并且，所述热隔离点与一种显示装置处于机械式的有效连接。

Description

一种保护电路装置

技术领域

本发明涉及一种保护电路装置。

背景技术

用于保护功能网络的过压保护设备按照IEC61643-11标准、7.2.5.1段要装配有隔离装置。其中，这一隔离装置的请求必须由一种相对应的状态显示器被显示出来。

由现有技术已知多种用于压敏电阻的保护电路装置。

已知显示形式的不同类型，例如借助滑动装置或摆动装置的机械显示，所述滑动或摆动装置直接通过热量与所述保护元件相连接并且例如借助弹簧处于预压状态，以及例如借助显示装置、例如LED的电子显示。

这些显示器通常直接与所述放电器相连接，在所述放电器出现所不容许的变热的情况下被激活。

已知的机械显示器的缺陷是，只有当通过所述放电器提供足够高的升温时，这些显示器才会可靠地显示。这越来越构成一个难题，因为今天即便是对于具有相当低功率的设备而言也提供了过压保护。在此，在所述放电器的故障情况下的损耗功率经常并不足以显示故障功能。

另外，越来越多地使用无源的隔离装置。但无源的隔离装置通常没有任何可能来显示触发。

因此，在过去为了应对这种情况，研发出了电子显示器。这样一种电子显示器例如可装配有绿色以及红色的LED，其表明所述放电器的状态（绿=放电器处于正常状态；红=放电器故障）。

电子显示器的缺陷是，这些电子显示器必需辅助能量，以便所述电子显示器的运行。这一方面非常麻烦，但另一方面也容易出现误差。尤其是在可更换的（例如可插接的模块化）***中，所述插接器通过所述放电器通常在被抽出的状态下就没有电流或电压，从而不容易能够调查状态。

在放电器-装置中，经常仍然存在更多的结构元件，需要对其状态进行监测。但这些结构元件也受到与之前针对放电器所表述的相同的限制。尤其是要确定，在结构尺寸变小的情况下，提供显示器也变得越来越困难。

发明内容

本发明的根本目的是提供一种加以改进的且成本有利的保护电路装置，其避免了现有技术中的一个或多个缺陷。

上述目的的解决方案根据本发明通过独立权利要求所述的特征得出。本发明的有利设计由从属权利要求加以说明。

一种保护电路装置，具有：过电压放电器（VDR1）、热保险装置（F2）和电流保险装置（F1）；其中，所述热保险装置和所述电流保险装置串联连接构成第一电流支路；

所述保护电路装置还具有：加热元件（R1）和第一机械预应力的热隔离点（F5）；所述隔离点与所述加热元件（R1）热连接；所述加热元件和所述第

一热隔离点（F5）串联连接构成第二电流支路；

其中，所述第一电流支路和所述第二电流支路并联连接构成并联电路；

其中，所述并联电路与所述过电压放电器（VDR1）串联连接；以及，所述热隔离点与一种显示装置处于机械式的有效连接。

一种保护电路装置，具有：过电压放电器（VDR1）、电流保险装置（F1）；其中，所述电流保险装置构成第一电流支路；

所述保护电路装置还具有：加热元件（R1）；所述加热元件构成了第二电流支路；

所述保护电路装置还具有：第一机械预应力的热隔离点（F5），所述隔离点与所述加热元件（R1）热连接并且与所述过电压放电器（VDR1）串联连接；

其中，所述第一电流支路和所述第二个电流支路并联连接构成并联电路；

其中，所述并联电路与所述过电压放电器（VDR1）串联连接；以及

其中，所述热隔离点与一种显示装置处于机械式的有效连接。

进一步是：所述热隔离点与远程通讯装置处于机械式的有效连接。

进一步是：所述第一机械预应力的热隔离点（F5）还与所述过电压放电器（VDR1）处于热连接。

进一步是：所述保护电路装置还具有第二机械预应力的热隔离点（F6），其中，所述第一热隔离点（F5）和所述第二热隔离点（F6）为机械式的有效连接，并且在“与”连接或者在“或”连接中作用于所述显示装置。

进一步是：所述保护电路装置被布置在电路板（P）上。

进一步是：所述过电压放电器是压敏电阻、瞬态电压二极管、气体放电器、火花间隙的中的一种。

进一步是：所述加热元件（R）是一种可热变电阻或者一种半导体。

附图说明

下面参照附图借助优选的实施方式进一步阐述本发明。

其中：

图1为本发明的一种示例性的实施方式在示例性的双-导线-布置下的第一个示意性图示；

图2为本发明的一种示例性的实施方式在示例性的三-导线-布置下的第一个示意性图示；

图3为本发明的一种示例性的实施方式在示例性的双-导线-布置下的第二个示意性图示；以及

图4为本发明的一种示例性的实施方式在示例性的三-导线-布置下的第二个示意性图示。

标注说明

过电压放电器 VDR1，VDR2，VDR3；

热保险装置 F2，F3；

电流保险装置 F1，F4；

加热元件 R1，R2；

机械预应力的热隔离点 F5，F6；

气体放电间隙 GDT1。

具体实施方式

只要在下面参照附图，对于同样的元件而言，就使用相同的参考符号。只要没有明确说明，各个在下面所说明的方面可在所有实施方式中得以应用。只要在下面使用不定冠词，由此并不是要限制到单个的元件，而是只要没有明确地另作注明，始终也一同包括了元件的复数。

尽管在下面所说明的附图中示出了交流电压***，所述电路装置也可应用于三相电流或者直流电压***中。也就是说，在普遍的电路图（图1和3）中，示范性地使用了标记L-N。也可使用这些在其他电位之间（例如L-L、L-N、L-PE、NPE、L+-L-、L+-PE、L--PE）的电路。

根据本发明的保护电路装置如图1和图2中所示具有至少一个过电压放电器VDR1。

另外，根据本发明的保护电路装置具有至少一个热保险装置F2和至少一个电流保险装置F1，其中，所述热保险装置F2和所述电流保险装置F1被串联连接并且构成第一电流支路。

另外，根据本发明的保护电路装置还具有至少一个加热元件R1和第一机械预应力的热隔离点F5，所述隔离点与所述加热元件R1连接。所述加热元件（或者多个加热元件）R1和所述第一热隔离点F5串联连接构成第二电流支路。

所述第一电流支路和所述第二电流支路并联连接，构成并联电路，其中，所述并联电路与所述一个或多个过电压放电器VDR1串联连接，并且，所述热隔离点与一种显示装置处于机械式的有效连接。

其中，图2与图1的不同在于，在这里示出的根据本发明的电路装置的端口是对于一种三导线交流电压***（L，N，PE），而不是一种二导线交流电压***（L，N）而言。在图2中，原则上所述电路装置两度先后地串联存在，其中，所述串联电路在互连点上通过另一个放电器在此即压敏电阻VDR3和气体放电间隙GDT1的示例性串联电路被补充了一种相对于PE导线的放电装置。也就是说，图3仅仅示出了所述电路装置应用在包括Y-电路的3类放电器内的一种示例。

在下面要阐述功能之前，下面首先还要说明根据本发明的第二种保护电路装置。这一保护电路装置如图3和图4中所示具有至少一个过电压放电器VDR1。

另外，根据本发明的保护电路装置至少具有电流保险装置F1，其中，所述电流保险装置F1构成第一电流支路。

另外，根据本发明的保护电路装置具有至少一个加热元件R1。所述一个或多个加热元件构成了第二电流支路，其中，所述第一电流支路和所述第二电流支路并联连接构成并联电路。

另外，根据本发明的保护电路装置具有至少第一个机械预应力的热隔离点F5，所述隔离点与所述加热元件R1的热连接。所述第一机械预应力的热隔离点F5与所述过电压放电器VDR1串联连接，其中，串联电路要从逻辑的意义上来理解，通过所述热隔离点F5的电流等于通过所述过电压放电器VDR1的电流，也就是说，在所述过电压放电器VDR1与所述热隔离点F5之间，可另外存在元件、但尤其是也包括上面所述的电流支路。

所述并联电路（如上述逻辑性地）与所述过电压放电器VDR1串联连接，所述热隔离点与一种显示装置处于机械式的有效连接。

其中，图4与图3的不同在于，在这里示出的根据本发明的电路装置的端口是对于一种三导线交流电压***（L，N，PE），而不是一种二导线交流电压***（L，N）而言。在图2中，原则上所述电路装置两度先后地串联存在，其中，所述串联电路在互连点上通过另一个放电器在此即压敏电阻VDR3和气体放电间隙GDT1的示例性串联电路-被补充了一种相对于PE导线的放电装置。也就是说，图4仅仅示出了所述电路装置应用在包括Y电路的3类放电器内的一种示例。

如果现出所述放电器VDR1/VDR2的过载，那么，所述电流保险装置F1或F4和/或只要存在也包括所述热保险装置F2或F3就触发，并且导致相关放电器VDR1/VDR2的隔离。

因为所述第一（低阻抗的）电流支路被中断，整个电流必须流过第二（与正常运行的第一个电流支路相比（非常）高阻抗的）电流支路。处于第二电流支路内的加热元件R1/R2由总电流流过并且变热升温。在此产生的热量由于与所述热隔离点的热连接而形成，从而现所述热隔离点F5/F6变热至这样的程度，使得能够实现完全的隔离。因为与所述热隔离点机械式地有效连接的存在一种显示装置，因此，即便是当所述保险元件和/或所述放电器否则就不具有机械信号传送的可能时，现也可通过电流保险装置或热保险装置的功率数据提供一种更加可靠的、无电流的机械显示。要注意的是，除了热连接到所述加热元件R1/R2以外，其他元件也可提供用于触发的热量（替代方案或补充方案）。

在此还要注意，在正常的运行情况下，通过所述第二电流支路的电流通量相当小，从而不会形成任何提前的触发。就像在本发明中所使用的电流保险装置例如为熔断保险装置。在本发明中所使用的热保险装置为不可重置的类型，是一种绝缘电木。热隔离点F5/F6可例如借助处于应变压力下的分离点来实施。

另外，可在本实施方式的一种有利的扩展中规定，所述热隔离点F5/F6另外与远程通讯装置FM处于机械式的有效连接。这可以是一种常见的触点

另外，如图2和4中所示，可规定，所述保护电路装置还具有第二机械预应力的热隔离点F6，其中，所述第一热隔离点F3与所述第二热隔离点F6可机械式地有效连接。其中，与电路技术中相类似的，每个热隔离点F3和F6的“输出端”可通过“与”连接或者 “或”连接中作用于所述显示装置。当然也可有更多元件相应地相连接，从而也可例如相对于所述热连接提供一种热力的“或”电路。

其中，根据本发明的保护电路装置可被布置在电路板P上。替代方案是，但所述保护电路也可被布置在引线框架内。但绝对也可用其他布置。

有利的是，根据本发明的保护电路装置可被用于每个类型的过电压放电器（或者是用于其他热敏结构元件）。根据本发明的保护电路装置尤其是可具有过电压放电器，所述过电压放电器可从包括压敏电阻、瞬态电压二极管、气体放电器、火花间隙的组类中选出。上述零部件的任意组合当然绝对也可被理解为是本发明定义中的放电器VDR1、VDR2。

在不限制普遍性的条件下，所述加热元件R可以是一种传统的电阻，或者是一种包括热变电阻的元件、例如PTC电阻，但或者是一种半导体、例如晶体管。

因此，根据本发明的保护电路装置不仅能够实现监测所述放电器VDR1和/或VDR2，还能够通知“放电器正常”的状态以及“放电器故障”的状态。

为此，通过根据本发明的保护电路装置，监测保护路径上的一个或多个隔离装置/保险元件F1、F2、F3、F4（例如熔断保险装置、温度保险装置等等），其可被用来避免所述过压保护元件VDR1和/或VDR2的临界状态。

在此，也使得能够使用保险元件以便隔离不具有借助机械移动通讯触发的可能性的过压保护元件。

总之通过所述过压保护设备上的仅一个显示器-显示保护路径上的多个隔离装置-例如F1、F2或F3、F4-的状态。

通过机械设置，即使没有额外的辅助能量，也能够显示确切的放电器状态。

为了在保护路径内监测一个或多个机械无源的隔离装置（例如不可能借助机械移动来表明触发的熔断保险装置F1、F4或温度保险装置F2、F3），在图1和2的实施方式中，与这些并联地连接另一个与加热元件R1或R2串联的热隔离装置F5或F6。在没有故障的状态下，所述机械无源的隔离装置F5或F6位于其中的路径处于非常低阻抗的状态，以便确保良好的电流传输。与此相比，所述并联连接的路径由于串联的加热元件R1或R2（例如电阻或PTC）非常高阻抗，从而通过这一支路的电流通量可被忽略不计。

在所述过电压保护元件VDR1和/或VDR2的故障情况下，所述串联连接的、机械无源的隔离装置F1、F2或F3、F4其中的至少一个在保护路径上触发，并且通过所述一个/多个过电压保护元件VDR1和/或VDR2来中断所不容许的电流通流。在这种状态下，包括隔离装置F1、F2或F3、F4的路径比由加热元件R1或R2和其他热隔离装置F5或F6构成的并联路径的阻抗高得多（由于隔离），因此，现在通过其就产生了电流通流。由此，所述加热元件R1或R2开始使得其他热隔离装置F5或F6的隔离点升温变热，直到其触发，由此中断通过并联路径的电流通流。所述其他的热隔离装置F5或F6例如被这样设计，使得在达到触发温度时，通过触发移动来松开被预压的元件。

通过这种机械移动，所述过压保护设备的信号传送就可由状态“绿”=>放电器正常工作转变为状态“红”=>放电器故障。

此外，机械活动同样可被用来激活远程通知触点（例如以微型开关的形式）。

这一设计可任意经常地被应用在电路中，并且通过所述热隔离装置机械式地或连接到所述预压的元件（例如滑动或摆动装置）来实现，从而在所述过压保护设备上仅仅需要显示器来表明状态。

为了在保护路径内监测一个或多个机械无源的隔离装置（例如不可能借助机械移动来表明触发的熔断保险装置F1、F4），在图3和4的实施方式中，与这些串联地连接另一个热隔离装置F5或F6，其中，加热元件R1或R2与机械无源的隔离装置并联地连接。

所述机械无源的隔离装置例如是一种熔断保险装置，其故障情况下以很强的电流上升（例如短路）来保护所述过压保护设备。

所述机械有源的隔离装置F5或F6则例如是一种温度隔离点，也就是说例如由具有低温焊剂的焊点构成，例如借助一种滑阀使得该焊点加载机械预应力。

现如果由于老化效应而出现所不容许的过压保护元件的变热（所述过压保护元件的缓慢变热，例如泄漏电流），所述有源的隔离装置F5或F6就被激活，并且由此中断通过所述一个或多个过压保护元件VDR1和/或VDR2的电流通流。

在触发时，所述有源的隔离装置进行机械式的移动，这种移动引起信号传送。所述隔离装置的移动可同样被用来操纵远程通讯开关。

现反之如果出现所不容许的、例如在短路情况下的或者由于强烈的过压脉冲的高电流通流，那么，所述过压保护元件VDR1和/或VDR2就可转入低阻抗的状态（与短路相似）。

这种故障情况引起强烈的电流上升，这应该要被中断。

在很多情况下，所述机械有源的隔离点过于迟缓，经常不具有任何足够的开关效果（正是在直流电应用中）来确保更加可靠的隔离。

出于这个原因，对于这种故障情况，提供机械无源的隔离装置F1或F4（例如熔断保险装置），该隔离装置很快且可靠地中断这种电流通流。因为其可位于过压保护设备内，这种隔离也可通过信号来传送。

为了这一目的，与所述机械无源的隔离装置F1、F4并联地连接加热元件R1或R2。在没有故障的状态下，所述机械无源的隔离装置F1、F4位于其中的路径处于非常低阻抗的状态，以便确保良好的电流传输。与此相比，上述并联连接的路径由于加热元件R1或R2（例如电阻或PTC）而非常高阻抗，从而通过这一支路的电流通量可被忽略不计。

在所述过电压保护元件VDR1和/或VDR2的故障情况下，机械无源的隔离装置F1或F4在保护路径上触发，并且通过所述一个/多个过电压保护元件VDR1和/或VDR2来中断所不容许的电流通流。

在这种状态下，包括机械无源的隔离装置F1或F4的路径比由加热元件R1或R2构成的并联路径的阻抗高得多（由于隔离），因此，现通过其就产生了电流通流。由此，所述加热元件R1或R2开始使得机械有源的隔离装置F5或F6的隔离点升温变热，直到其触发，由此中断通过所述并联路径的电流通流。

在触发时，所述有源的隔离装置F5或F6进行机械式的移动，这种移动引起信号传送。

所述隔离装置的移动可同样被用来操纵远程通讯开关。

Claims (8)

1.一种保护电路装置，具有：过电压放电器（VDR1）、热保险装置（F2）和电流保险装置（F1）；其特征在于，所述热保险装置和所述电流保险装置串联连接构成第一电流支路；

所述保护电路装置还具有：加热元件（R1）和第一机械预应力的热隔离点（F5）；所述隔离点与所述加热元件（R1）热连接；所述加热元件和所述第一热隔离点（F5）串联连接构成第二电流支路；

其中，所述第一电流支路和所述第二电流支路并联连接构成并联电路；

其中，所述并联电路与所述过电压放电器（VDR1）串联连接；以及，所述热隔离点与一种显示装置处于机械式的有效连接。

2.一种保护电路装置，具有：过电压放电器（VDR1）、电流保险装置（F1）；其特征在于，所述电流保险装置构成第一电流支路；

所述保护电路装置还具有：加热元件（R1）；所述加热元件构成了第二电流支路；

所述保护电路装置还具有：第一机械预应力的热隔离点（F5），所述隔离点与所述加热元件（R1）热连接并且与所述过电压放电器（VDR1）串联连接；

其中，所述第一电流支路和所述第二个电流支路并联连接构成并联电路；

其中，所述并联电路与所述过电压放电器（VDR1）串联连接；以及

其中，所述热隔离点与一种显示装置处于机械式的有效连接。

3.根据权利要求1或2所述的保护电路装置，其特征在于，所述热隔离点与远程通讯装置处于机械式的有效连接。

4.根据上述权利要求中任一项所述的保护电路装置，其特征在于，所述第一机械预应力的热隔离点（F5）还与所述过电压放电器（VDR1）处于热连接。

5.根据上述权利要求中任一项所述的保护电路装置，其特征在于，所述保护电路装置还具有第二机械预应力的热隔离点（F6），其中，所述第一热隔离点（F5）和所述第二热隔离点（F6）为机械式的有效连接，并且在“与”连接或者在“或”连接中作用于所述显示装置。

6.根据上述权利要求中任一项所述的保护电路装置，其特征在于，所述保护电路装置被布置在电路板（P）上。

7.根据上述权利要求中任一项所述的保护电路装置，其特征在于，所述过电压放电器是压敏电阻、瞬态电压二极管、气体放电器、火花间隙的中的一种。

8.根据上述权利要求中任一项所述的保护电路装置，其特征在于，所述加热元件（R）是一种可热变电阻或者一种半导体。