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Patent Searching and Data


Title:
CIRCUIT BREAKER AND METHOD FOR OPERATION THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/131511
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a circuit breaker (1) comprising, in a current path (4), a switching device (6, 7, 8) having a thermal and/or magnetic tripping device (6, 7) for interruption of a current circuit comprising the current path (4) comprehensive in the event of overcurrent or short-circuit, wherein a functional component (6a, 7a) of the switching device (6, 7, 8) connected into the current path (4) is bridged by means of a bypass (4) which carries the load current (lL) detected by means of a current sensor (13) when said current is below a current threshold (ΙNENN), and is shut off when the current threshold (ΙNENN) is exceeded.

Inventors:
NAUMANN, Michael (Jahnstr. 21, Feucht, 90537, DE)
MECKLER, Peter (Mittelweg 30a, Hohenstadt/Pommelsbrunn, 91224, DE)
FISCHER, Erich (Untere Brauhausstr. 3, Altdorf, 90518, DE)
PAFUMI, Fabio (Rittersbacher Straße 48, Schwabach, 91126, DE)
REGAHL, Thomas (Labenwolfstraße 15, Nürnberg, 90409, DE)
HARRER, Hubert (Meckenhausen H10, Hilpoltstein, 91161, DE)
Application Number:
EP2015/079012
Publication Date:
August 25, 2016
Filing Date:
December 08, 2015
Export Citation:
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Assignee:
ELLENBERGER & POENSGEN GMBH (Industriestraße 2-8, Altdorf, 90518, DE)
International Classes:
H01H71/40; H01H9/02; H01H9/54; H01H71/12
Foreign References:
DE4127412A11992-03-05
US4992904A1991-02-12
US20110208450A12011-08-25
Attorney, Agent or Firm:
FDST PATENTANWÄLTE (Nordostpark 16, Nürnberg, 90411, DE)
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Claims:
Ansprüche

1 . Schutzschalter (1 ) mit in einem Strompfad (4) zwischen einem Eingangsan- schluss (2) und einem Lastanschluss (3) einer Schalteinrichtung (6, 7, 8) mit einem thermischen und/oder magnetischen Auslöser (6, 7) zur Unterbrechung eines den Strompfad (4) umfassenden Stromkreises im Überstrom- oder Kurzschlussfall,

dadurch gekennzeichnet,

dass eine in den Strompfad (4) geschaltete Funktionskomponente (6a, 7a) der Schalteinrichtung (6, 7, 8) mittels eines Bypasses (4) gebrückt ist, der bei Unterschreiten einer Stromschwelle (Ι ΝΘΠΠ) den mittels eines Stromsensors (1 3) erfassten Laststrom (lL) führt und bei Überschreiten der Stromschwelle (Ι ΝΘΠΠ) gesperrt ist.

2. Schutzschalter (1 ) nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Bypass (4) mittels eines der Funktionskomponente (6a, 7a) parallel geschalteten Schaltelements (1 0, 1 1 14) realisiert ist.

3. Schutzschalter (1 ) nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Schaltelement (1 0, 1 1 , 14) ein Halbleiterschalter oder ein Relais und/oder ein Reed-Kontakt (14) mit zugeordneter Steuerschaltung (1 2) ist, welche mit dem Stromsensor (1 3) verbunden ist.

4. Schutzschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Strom- und/oder Spannungsversorgung der Schalteinrichtung (6, 7, 8) und/oder der Steuerschaltung (1 2) mittels einer auf dem Prinzip des Energy Harvesting basierenden Funktionskomponente (1 5) erfolgt.

5. Schutzschalter (1 ) nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet,

dass die auf dem Prinzip des Energy Harvesting basierende Funktionskomponente (1 5) einen Energiewandler (1 6) zur Umwandlung der von einer schalterinternen oder -externen Quelle (1 7) gelieferten Energie in die Versorgungsspannung bzw. in den Versorgungsstrom für die Steuerschaltung (1 2) umfasst.

6. Schutzschalter (1 ) nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass die auf dem Prinzip des Energy Harvesting basierende Funktionskomponente (1 5) einen Strom- und/oder Spannungsregler (1 8) umfasst.

7. Schutzschalter (1 ) nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass die auf dem Prinzip des Energy Harvesting basierende Funktionskomponente (1 5) einen Energiespeicher (1 9) umfasst.

8. Verfahren zum verlustarmen Betrieb eines Schutzschalters (1 ), der eine Schalteinrichtung (6, 7, 8) mit einem mit einem thermischen und/oder magnetischen Auslöser (6, 7) zur Unterbrechung eines Strompfades (4) im Überstrom- oder Kurzschlussfall und einen vergleichsweise niederohmigen Bypasses (9) zu einer in den Strompfad (4) geschalteten Funktionskomponente (6a, 7a) der Schalteinrichtung (6, 7, 8) umfasst, wobei der über den Strompfad (4) fließende Laststrom (lL) erfasst und der erfasste Laststrom (lL) mit einem Schwellwert (Ι ΝΘΠΠ) verglichen wird, bei dessen Unterschreiten der Laststrom (lL) über den Bypass (9) geführt und dieser bei Überschreiten des Schwellwertes (Ι ΝΘΠΠ) gesperrt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Funktionskomponente (6a) des thermischen Auslösers (6) mit einem Transistor als Schaltelement (1 0) kurgeschlossen wird, solange der Laststrom (lL) einen Grenzwert (I ' N) unterschrittet, der kleiner als der Schwellwert (Ι ΝΘΠΠ) ist, und

- dass ein mit der Funktionskomponente (7a) des elektromagnetischen Auslösers (7) zusammenwirkender Reed-Kontakt als weiteres Schaltelement (14) geschlossen und das die Funktionskomponente (6a) des thermischen Auslösers (6) überbrückende Schaltelement (1 0) geöffnet wird, wenn der Laststrom (lL) den Grenzwert (I 'N) überschreitet.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Versorgung einer Steuerschaltung (1 2) der Schalteinrichtung (1 ) und/oder eines in den Bypass (9) geschalteten Schaltelementes (1 0, 1 1 , 14) nach dem Prinzip des Energy Harvesting von einer im Wirkungsbereich des Schutzschalters (1 ) befindlichen Energiequelle (1 7) erfolgt, wobei die geerntete Energie ggf. in eine Versorgungsspannung und/oder in einen Versorgungsstrom für die Steuerschaltung (1 2) umgewandelt wird.

Description:
Beschreibung

Schutzschalter und Verfahren zu dessen Betrieb

Die Erfindung betrifft einen Schutzschalter mit in einem Strompfad zwischen einem Eingangsanschluss und einem Lastanschluss einer Schalteinrichtung mit einem thermischen und/oder magnetischen Auslöser zur Unterbrechung eines den Strompfad umfassenden Stromkreises im Falle eines Überstroms oder Kurzschlusses. Sie betrifft weiter ein Verfahren zum leistungsverlustarmen Betrieb eines derartigen Schutzschalters.

Ein Schutzschalter mit thermischer, magnetischer (elektromagnetischer) oder thermisch-magnetischer Auslösung wird typischerweise als Geräte- oder Anlagenschutz in der Informations- und Kommunikationstechnik sowie für Prozesssteuerungen und andere Anwendungen eingesetzt, die eine zuverlässige Funktionalität bei der Gefahr von Überlast und Kurzschluss erfordern.

Bei einem thermischen Schutzschalter, bei dem die Auslösezeit von der Höhe des Überstroms abhängig ist, wird mit zunehmender Stromstärke ein Bimetall- oder Dehndraht-Element erwärmt, bis der definierte Auslösepunkt erreicht ist. Ein solcher thermischer Schutzschalter ist beispielsweise aus der DE 198 56 707 A1 und EP 0 151 692 A2 bekannt.

Bei einem thermisch-magnetischen Schutzschalter bewirkt die Kombination aus Bimetall- bzw. Dehndraht-Element und einer Magnetspule die Schutzfunktion, wobei der thermische Teil mit einer zeitlich verzögerten Auslösung bei Überlast schützt, während der magnetische Teil zeitlich unverzögert auf hohe Überlast- und Kurzschlussströme anspricht und den fehlerhaften Stromkreis innerhalb weniger Millisekunden abschaltet. Ein derartiger Schutzschalter ist beispielsweise aus der DE 70 39 477 U bekannt.

Ein solcher Schutzschalter verursacht erkanntermaßen eine von den internen Komponenten verursachte Verlustleistung, die in Form von Wärme freigesetzt wird und zu einer Temperaturerhöhung am Einbauort, beispielsweise in einem Schaltschrank, führt. Bei beispielsweise durch weitere Schutzschalter verursachter zunehmender Temperaturerhöhung ist eine Kühlung des Einbauortes erforderlich, da andernfalls die Erwärmung von beispielsweise Leitungen und anderen im Schaltschrank anzutreffenden Komponenten sowie damit einhergehend eine Verringerung der Lebensdauer die Folge ist. Zusätzlich zu dem damit verbundenen Aufwand hinsichtlich der Kühlung sind zudem ein erhöhter Energie- bzw. Strombedarf und mögliche Kondensationseffekte am Einbauort nachteilig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen möglichst leistungsverlustarm arbeitenden Schutzschalter sowie ein entsprechendes Verfahren zu dessen Betrieb anzugeben.

Bezüglich des Schutzschalters wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 8 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen, Varianten und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Hierzu ist zumindest eine in den Strompfad geschaltete Funktionskomponente der Schalteinrichtung mittels eines Bypasses gebrückt, der bei Unterschreiten einer Stromschwelle den Laststrom führt, und der bei Überschreiten dieses Schwellwertes (Stromschwelle) gesperrt ist. Die Funktionskomponente kann hierbei ein Bimetall eines thermischen Überstromauslösers oder eine Spule eines elektromagnetischen Auslösers sein.

Wesentlich hierbei ist, dass der Bypass niederohmig im Vergleich zur gebrückten Funktionskomponente des Schutzschalters ist. Der Bypass ist daher vorzugsweise mittels eines der Funktionskomponente parallel geschalteten Schaltelements rea- lisiert, das ein Relais oder ein Halbleiterschalter und/oder ein Reed-Kontakt (Reed-Relais) mit zugeordneter Steuerschaltung sein kann, welche wiederum mit einem Stromsensor verbunden ist.

In vorteilhafter Ausgestaltung erfolgt die Strom- und/oder Spannungsversorgung der Steuerschaltung mittels einer auf dem Prinzip des Energy Harvesting basierenden Funktionskomponente. Diese umfasst geeigneterweise einen Energiewandler zur Umwandlung der von einer schalterinternen oder auch schalterexternen Quelle gelieferten Energie in die Versorgungsspannung bzw. in den Versorgungsstrom für die Steuerschaltung. Zudem umfasst die auf dem Prinzip des Energy Harvesting basierende Funktionskomponente vorzugsweise einen Energiespeicher. Des Weiteren umfasst diese Energy-Harvesting-Funktionskompo- nente ggf. einen Strom- und/oder Spannungsregler.

Bezüglich des Verfahrens zum verlustarmen Betrieb eines solchen Schutzschalters mit Bypass bzw. Bypassschaltung wird der über den Strompfad, der mit dem jeweiligen Auslöser beschaltet ist, fließende Laststrom erfasst. Der erfasste Laststrom wird mit einem Schwellwert (Stromschwelle) verglichen. Solange dieser Schwellwert bzw. die Stromschwelle unterschritten wird, führt der vergleichsweise niederohmige Bypass den Laststrom bei vergleichsweise geringen Leistungsverlusten. Wird der Schwellwert überschritten, was auf einen möglichen Überstrom- oder Kurzschlussfall hinweist oder zu einem solchen führen kann, wird der Bypass gesperrt und der Laststrom über den in den Strompfad geschalteten Auslöser des Schutzschalters geführt.

Die Energie zur Versorgung der Steuerschaltung der Schalteinrichtung und/oder des in den Bypass geschalteten Schaltelementes erfolgt besonders bevorzugt nach dem Prinzip des Energy Harvesting von einer im Wirkungsbereich des Schutzschalters befindlichen Energiequelle, deren geerntete Energie bedarfsweise in eine Versorgungsspannung und/oder in einen Versorgungsstrom für die Steuerschaltung umgewandelt sowie vorzugsweise gespeichert wird. Je nach innerhalb des Schutzschalters befindlicher Energiequelle, beispielsweise der Feldenergie des ggf. vorhanden elektromagnetischen Auslösers oder thermischer Energie aus der Wärmeleistung eines ohmschen Widerstandes in einer Steuerschaltung des Schutzschalters oder potentieller Energie aufgrund einer vorhanden Potentialdifferenz an einem elektrischen/elektronischen Bauteil (ohmschen Widerstand) des Schutzschalters, kann als Energiewandler eine Spule (Magnetspule), ein Peltier-Element bzw. ein Potential- oder Spannungswandler eingesetzt und in den Schutzschalter, insbesondere in dessen Steuerschaltung, integriert werden.

Als externe Energiequelle kommen wiederum thermische Energie, beispielsweise aufgrund einer Temperaturdifferenz zwischen zwei benachbarten Teilen, Strahlungsenergie, kinetische Energie oder chemische Energie in Betracht. Zur technischen Realisierung kommen dann geeigneterweise wiederum ein Peltier-Element, eine Solarzelle, ein Piezoelement beziehungsweise eine Batterie zum Einsatz. Unabhängig davon, ob eine interne und/oder eine externe Energiequelle zur Energy Harvesting genutzt wird, dient diese geerntete Energie vorzugsweise lediglich zur Versorgung der elektronischen Steuerschaltung und nicht direkt, sondern somit nur indirekt zur Auslösung des Schutzschalters (Schutzgerätes).

Für die beschriebenen Energieformen, die aus internen oder externen Quellen genutzt werden, muss im Anschluss an die technische Umsetzung als elektrische Energie nicht kontinuierlich zur Verfügung stehen, um die resultierenden Spannungen und/oder Ströme zur Versorgung der elektronischen Steuerschaltung zu erhalten. Vielmehr wird die geerntete Energie beispielsweise mittels eines Kondensators oder einer Induktivität gespeichert, um mögliche Unterbrechungsphasen zu kompensieren. Zumindest im Falle eines Stromflusses über den Strompfad und damit über das jeweilige Funktionselement des Schutzschalters ist über den thermischen Teil eines thermischen Schutzschalters nutzbare Wärmeenergie sowie über den magnetischen beziehungsweise elektromagnetischen Teil eines magnetischen oder thermisch-magnetischen Schutzschalters magnetische beziehungsweise elektromagnetische Feldenergie verfügbar, welche in die erforderliche Leistungsversorgung (Spannung und/oder Strom) für die Steuerschaltung umgewandelt und nutzbar gemacht wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass einerseits mittels eines niederohmigen Bypasses (Ecopass) zu einer betriebsbedingt elektrische Energie dissidierenden Funktionskomponente eines, insbesondere thermischen und magnetischen, Schutzschalters dieser vergleichsweise leis- tungsverlustarm und andererseits durch Nutzung des Effektes oder Prinzips des Energy Harvesting besonders energiearm arbeitet. Dabei sind vorzugswiese beide Effekte (Bypass und Energie Harvesting) in Kombination eingesetzt bzw. realisiert.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 schematisch einen thermisch-magnetischen Schutzschalter mit einem mit einer Steuerschaltung beschalteten Halbleiterschalter in einem Bypass zum thermischen Auslöser,

Fig. 2 in einer Darstellung gemäß Figur 1 einen Schutzschalter mit einem mit einer Steuerschaltung beschalteten Relais im Bypass zum thermischen Auslöser,

Fig. 3 in einer Darstellung gemäß den Figuren 1 und 2 einen Schutzschalter mit einem Reed-Kontakt im Bypass zum thermischen/magnetischen Auslöser, und

Fig. 4 in einem Strom-/Zeitdiagramm einen typischen Stromverlauf bei optimalem Bypass- und Auslösebetrieb.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Fig. 1 zeigt schematisch einen Schutzschalter 1 mit thermisch-magnetischer Auslösung und Bypass-Arbeitsweise. Der Schutzschalter 1 umfasst hierzu zwischen einem Eingangsanschluss 2 und einem Lastanschluss 3 einen Strompfad 4 mit einem Trennschalter 5 in Form eines Fest- und Bewegkontaktes. Dem Trennschalter 5 ist innerhalb des Strompfades 4 ein thermischer Auslöser 6 mit oder in Form eines beispielsweise mittels eine Heizdrahtes beheizten Bimetalls 6a nachgeordnet. Diesem thermischen Auslöser 6 wiederum ist ein magnetischer Auslöser 7 in Form einer Magnetspule 7a mit einem Eisenkern 7b (Fig. 3) zur Auslösung eines Schlagankers nachgeordnet. Sowohl der thermische Auslöser 6 als auch der magnetische Auslöser 7 wirken über ein Schaltschloss 8 in Form eines lösbaren Verklinkungsmechanismus auf den Trennschalter 5, um diesen bei Auftreten eines Überstroms oder eines Kurzschlusses zeitverzögert bzw. unverzogert zu öffnen. Die Reihenanordnung des thermischen Auslösers 6 und des magnetischen Auslösers 7 innerhalb des Strompfades 4 kann auch vertauscht sein.

Der thermisch-magnetische Schutzschalter 1 führt somit bei Überlast und Kurz- schluss zur Trennung des über den Eingangsanschluss 2 und den Lastanschluss 3 an den Strompfad 4 angeschlossenen Stromkreise. Bei thermischer Auslösung wird die Kraft zum Auslösen des Schaltschlosses 8 aus der Dehnung beispielsweise des Bimetalls des thermischen Auslösers 6 in Folge einer Erwärmung aufgrund ohmscher Heizleistung erlangt. Bei magnetischer Auslösung wirkt die elektromagnetische Kraftwirkung der stromdurchschlossenen Spule des magentischen (elektromagnetischen) Auslösers 7 auf den Schlaganker.

Bei einem gezeigten thermisch-magnetischen Schutzschalter 1 entstehen Wärmeverluste aufgrund des nachfolgend auch als Laststrom l L bezeichneten Betriebsstroms, der über die ohmschen Widerstände fließt, welche sich im Wesentlichen aus dem Bimetall des thermischen Auslösers 6 und der Spule des magneti- schen-elektromagnetischen Auslösers 7 zusammensetzen. Fließt über den Strompfad 4 und somit durch den Schutzschalter 1 ein Strom, der unterhalb des jeweiligen Nennstroms I N liegt und somit kleiner als dieser ist, so soll die Verlustleistung reduziert werden, indem der ohmsche Widerstand des Schutzschalters 1 verringert wird. Dies wird dadurch erreicht, dass die funktionale Komponente des jeweiligen Auslösers, hier das Bimetall des thermischen Auslösers 6 und/oder die Spule des magnetischen/elektromagnetischen Auslösers 7 niederohmig überbrückt wird. Dieser Bypass 9 stellt eine niederohmige Verbindung dar, die mit Hilfe eines Schaltelementes realisiert wird.

Während in Fig. 1 als Schaltelement ein Transistor oder Leistungshalbleiter 1 0 den Bypass 9 bildet beziehungsweise in diesem eingeschaltet ist, ist bei der Ausführungsform des ansonsten gleichartig aufgebauten Schutzschalters 1 gemäß Fig. 2 ein Relaiskontakt 1 1 a eines über eine Relaisspule 1 1 b betriebenen Relais

1 1 in den Bypass 9 geschaltet. Beiden Schaltelementen 1 0, 1 1 ist eine Steuerschaltung 1 2 zugeordnet, der ein zum aktuellen Laststrom l L entsprechendes oder proportionales Sensorsignal S L zugeführt ist. Dieses wird von einem den aktuellen Laststrom l L im Strompfad 4 erfassenden Stromsensor 1 3 erzeugt.

Abhängig von der Höhe des erfassten Laststrom l L erzeugt die Steuereinrichtung

1 2 ein Steuersignal S c zum Betätigen des Schaltelementes 1 0, 1 1 . In Folge dessen wird der Bypass 9 bei einem Laststrom l L , der einen Schwellwert Ι Ν ΘΠΠ (Fig. 4) unterschreitet, zugeschaltet und somit aktiviert oder durch Öffnen des jeweiligen Schaltelementes 1 0, 1 1 der Bypass 9 abgeschaltet beziehungsweise deaktiviert, wenn der erfasste Laststrom l L den Schwellwert l Nen n überschreitet. In diesem Fall wird der Laststrom l L ausschließlich über die Auslöser 6, 7 geführt, so dass diese gegebenenfalls bei einem Überstrom- oder Kurzschluss auslösen.

Bei dem in Fig. 3 schematisch dargestellten Schutzschalter 1 ist als Schaltelement in den Bypass 9 einerseits ein Transistor 1 0 parallel zum thermischen Auslöser 6 bzw. zu dessen Bimetall 6a und als weiteres Schaltelement ein Reed-Kontakt 14 geschaltet. Dieser ist vorzugsweise in den magnetischen Auslösers 7, d. h. vorzugsweise in den Spulenkörper der Magnetspule 7a integriert. Der Reed-Kontakt 14 wird von der Magnetspule 7a des magnetischen Auslösers 7 des Schutzschalters 1 betätigt und spricht an, wenn ein vorgegebener Grenzwert überschritten wird, vorzugsweise wenn der Laststrom l L einen Grenzwert I 'N von beispielsweise 80% des Nennstroms l N erreicht hat (l' N = 0,8 l N ). Solange der Laststrom l L diesen Grenzwert I 'N, der kleiner als der Schwellwert (l Ne nn) ist, unterschrittet, wird das Bimetall 6a als Funktionskomponente des thermischen Auslösers 6 mit dem Transistor 1 0 als Schaltelement kurgeschlossen, währende der Reed-Kontakt 14 geöffnet ist. Dieser wird geschlossen und der das Bimetall 6a überbrückende Transistor wird geöffnet wird, wenn der Laststrom l L den Grenzwert l' N überschreitet.

Die Steuerschaltung 1 2 fragt den Schaltzustand des Reed-Kontaktes 14 ab. Die Steuerschaltung 1 2 steuert gleichzeitig den Transistor 1 0 leitend, der in den Bypass 9 geschaltet ist und den thermischen Auslöser 6 des Schutzschalters 1 bzw. dessen Bimetall 6a kurzschließt. Sobald der Laststrom l L den Grenzwert I 'N überschreitet und der Reed-Kontakt 14 anspricht, wird der Transistor 1 0 über dem thermischen Auslöser 6 bzw. über dessen Bimetall 6a geöffnet und der Laststrom l L fließt ausschließlich über den Strompfad 4, so dass der Schutzschalter 1 normal als thermisch-magnetischer Schutzschalter 1 arbeitet. Sinkt der Laststrom l L erneut unter den Grenzwert l' N = 0,8 l Ne nn, so öffnet der Reed-Kontakt 14 und der Prozess läuft rückwärts ab.

Fig. 4 zeigt in einem Strom-Zeitdiagramm I , t einen idealisierten Stromverlauf I B über den Bypass 9 sowie den Stromverlauf (Auslösestrom) l A über die mittels des Bypasses 9 gebrückte Funktionskomponente, vorliegend über das Bimetall des thermischen Auslösers 6. Dieser Stromverlauf l A ist mit einer durchgezogenen Linie veranschaulicht, während der Stromverlauf I B über den Bypass 9 als punktierte Linie dargestellt ist.

Die Steuerschaltung 1 2 steuert das jeweilige Schaltelement 1 0, 1 1 derart in Abhängigkeit vom mittels des Stromsensors 1 3 erfassten Strom l L an, dass der im Vergleich zum Strompfad 4 niederohmige Bypass 9 aktiviert und das entsprechende Funktionselement 6a, 7a im Strompfad 4 gebrückt ist, bis der nachfolgend auch als Stromschwelle bezeichnete Schwellwert l Nen n erreicht ist, der im Ausführungsbeispiel dem Nennstrom l N des Schutzschalters 1 entspricht. Wird diese Stromschwelle l Nen n beispielweise zu einem Zeitpunkt ti erreicht oder überschritten, so wird der Bypass 9 deaktiviert, indem das jeweilige Schaltelement 1 0, 1 1 , 14 geöffnet wird beziehungsweise öffnet und demzufolge der Laststrom l L allein über den Strompfad 4 fließt.

Damit übernimmt der Schutzschalter 1 seine typische Schutzfunktion und löst im Falle eines Überstroms zeitverzögert thermisch oder im Falle eines Kurzschlusses unverzögert magnetisch/elektromagnetisch aus. Unterschreitet der erfasste Laststrom l L zu einem späteren Zeitpunkt erneut die Stromschwelle Ι Ν ΘΠΠ , SO wird mit einer gewissen Hysterese-Stromgrenze l Hys zum Zeitpunkt t 2 der Bypass 9 aktiviert und hierzu das jeweilige Schaltelement 1 0, 1 1 , 14 durch entsprechende Ansteue- rung geschlossen.

Die Strom- und/oder Spannungsversorgung der Steuerschaltung 1 2 erfolgt vorteilhafterweise mittels einer Funktionskomponente 1 5 nach dem Prinzip des Energy Harvesting. Diese, im Ausführungseispiel der Steuerschaltung 1 2 zugeordnete Funktionskomponente 1 5 umfasst einen Energiewandler 1 6 zur Umwandlung der von einer schalterinternen oder auch schalterexternen Quelle 1 7 gelieferten Energie in die Versorgungsspannung bzw. in den Versorgungsstrom für die Steuerschaltung 1 2. Zudem umfasst die auf dem Prinzip des Energy Harvesting basierende Funktionskomponente 1 5 einen Strom- und/oder Spannungsregler 1 8 und einen Energiespeicher 1 9.

Die Schalteinrichtung kann zur Unterbrechung des den Strompfad 4 umfassenden Stromkreises im Überstrom- oder Kurzschlussfall zusätzlich zum oder anstelle des thermischen oder magnetischen Auslösers auch einen elektronischen Auslöser aufweisen. Die mittels des Bypasses gebrückte Funktionskomponente kann dann ein zur Strommessung dienender Shunt oder ein anderes elektrisches oder elektronisches Bauteil des Schutzschalters sein. Auch ist die Funktionskomponente 1 5 zur Nutzung bzw. Realisierung des Energy Harvesting in Verbindung mit einem elektronischen Schutzschalter vorteilhaft, indem die geerntete Energie von der schalterinternen oder externen Quelle 1 7 für die Eigenversorgung der einem solchen elektronischen Schutzschalter üblicherweise zugeordneten Steuerschaltung genutzt und insbesondere mittels des Wandlers 1 6 in eine Versorgungsspannung und/oder einen Versorgungsstrom umgewandelt sowie ggf. mittels des Strom- bzw. Spannungsregler 18 eingestellt und bedarfsweise mittels des Speichers 19 zwischengespeichert wird.

Bezugszeichenliste

1 Schutzschalter

2 Eingangsanschluss

3 Lastanschluss

4 Strompfad

5 Trennschalter

6 thermischer Auslöser

6a Bimetall

7 magnetischer/elektromagnetischer Auslöser 7a Magnetspule

7b Eisenkern

8 Schaltschloss

9 Bypass

10 Schaltelement/Transistor

10' Leistungshalbleiter

1 1 Schaltelement/Relais

1 1 a Relaiskontakt

1 1 b Relaisspule

12 Steuerschaltung

13 Stromsensor

14 Reed-Kontakt

15 Funktionskomponente

16 Energiewandler

17 Energiequelle

18 Strom-/Spannungsregler

19 Energiespeicher

Hysteresestrom

Laststrom

Nennstrom

Grenzwert

Stromschwelle/Schwellwert Sensorsignal Steuersignal