本发明涉及一种用于紧固在承载轨道或顶帽式轨道处的电子开关轨道式设备尤其一种低压线路保护开关，具有绝缘材料壳体，该绝缘材料壳体具有前侧、与前侧相对置的紧固侧以及将前侧和紧固侧连接的第一窄侧、第二窄侧以及第一宽侧、第二宽侧。本发明还涉及一种用于这种电子开关轨道式设备的绝缘材料壳体。
背景技术：
1、低压是指直至1000伏交流电压或直至1500伏直流电压的电压。这尤其是指大于具有50伏交流电压或120伏直流电压的值的小电压的电压。
2、低压电路或低压电网或低压装置是指具有直至125安培、更具体地直至63安培的标称电流或额定电流的电路。这尤其是指具有直至40安培、32安培、25安培、16安培或10安培的标称电流或额定电流的电路。提及的电流值尤其是指标称电流、额定电流和/或关断电流，即在正常情况下引导通过电路的最大电流或电路通常通过保护装置(例如机电保护开关设备)中断的电流。
3、机电保护开关设备(例如断路器、线路保护开关、故障电流保护开关以及电弧或防火保护开关)用于电路的监控和保护，并且尤其用作电气能量供应和配电网络中的开关和安全元件。为了监控和保护电路，保护开关设备通过两个或多个连接端子与待监控电路的电气线路导电连接，以便在需要时中断相应被监控线路中的电流。为此，保护开关设备具有至少一个开关触点，该开关触点可以在出现预定义的状态时(例如在检测到短路或故障电流时)断开，以便将被监控的电路从电气线路网络中分离。在低压技术领域，这种保护开关设备也被称为轨道式设备
4、在此，断路器专门设计用于高电流。线路保护开关(所谓的ls开关)、也称为“微型断路器”(miniature circuit breaker，mcb)，是电气安装中所谓的过流保护装置并且尤其在低压电网领域中使用。断路器和线路保护开关保证短路时的安全关断并且保护耗电器和装置免受过载，例如防止因电流过大而过度发热导致电气线路损坏。断路器和线路保护开关被构造为在短路的情况下或在出现过载时自动关断待监控的电路，从而将该电路从其余的线路网络中分离。因此，断路器和线路保护开关尤其用作开关和安全元件，用于在电气能量供应网络中监控和保护电路。原则上由出版物de 10 2015 217 704a1、ep 2 980 822a1、de 10 2015 213 375a1、de 10 2013 211 539a1或ep 2 685 482b1已知线路保护开关。线路保护开关通常涉及不能自动复位的安全元件。
5、为了中断唯一的相线路，通常使用单极线路保护开关，其通常具有一个节距单位的宽度(对应于约18mm)。对于三相连接(作为三个单极开关设备的替换)，使用三极线路保护开关，其相应地具有三个节距单位的宽度(对应于约54mm)。在此，三个相导体中的每个相导体都与一个极、即一个开关位置相关联。如果除了三个相导体之外也中断中性导体，则称为具有四个开关位置的四极设备：三个开关位置用于三个相导体，一个开关位置用于公共中性导体。
6、此外，还存在紧凑型线路保护开关，其在仅一个节距单位的壳体宽度的情况下为每个连接线路、即为两个相线路(1+1型紧凑型线路保护开关)或为一个相线和一个中性线(1+n型紧凑型线路保护开关)提供两个开关触点。例如，原则上由出版物de 10 2004 034859a1、ep 1 191 562b1或ep 1 473750a1已知这种窄结构的紧凑型保护开关设备。
7、电弧或防火保护开关用于检测干扰电弧、例如可能在电气线路的缺陷位置(例如松动的电缆端子或由于电缆断裂)处出现的干扰电弧。如果干扰电弧与耗电器电串联，则通常不会超过正常工作电流，因为该正常工作电流受到耗电器的限制。由于这个原因，传统的过流保护装置(例如熔断安全装置或线路保护开关)无法检测到干扰电弧。为了确定是否存在干扰电弧，通过防火保护开关测量随时间的电压曲线和电流曲线，并在干扰电弧的特征曲线方面进行分析和评估。在(英文)专业文献中，这种用于检测干扰电弧的保护装置被称为“电弧故障检测装置”(arc fault detection device，缩写：afdd)。在北美地区，术语“电弧故障电路中断器”(arc fault circuit interrupter，缩写：afci)是常见的。
8、具有电子中断单元的线路保护开关是一种相对较新的发展。这些线路保护开关具有基于半导体的电子中断单元，即低压电路的电流流动通过半导体组件或者说半导体开关引导，该半导体组件或者说半导体开关在需要时可以中断电流流动或被开关为再次导电。
9、具有电子中断单元的保护开关设备通常具有尤其用于电流分离的机械分离触点系统，具有符合低压电路相关标准的分离器特性。在此，机械分离触点系统的触点与电子中断单元串联连接，即待保护的低压电路的电流通过机械分离触点系统并且通过电子中断单元引导。
10、在基于半导体的保护开关设备或保护设备(固态断路器，solid state circuitbreaker，简称sscb)中，开关能量不必像在机械开关设备中那样转化为电弧，而是借助附加电路(能量吸收器)转化为热量。在此，关断能量包括存储在电路中的能量、即存储在电网阻抗、线路阻抗或负载阻抗(耗电器阻抗)中的能量。为了减轻能量吸收器的负担并保护电子构件，热量必须尽可能快地排出。
技术实现思路
1、因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种用于紧固在承载轨道或顶帽式轨道处的电子开关轨道式设备以及一种用于这种电子开关轨道式设备的绝缘材料壳体，利用该绝缘材料壳体实现有效的散热。
2、根据本发明，该技术问题通过根据独立权利要求的电子开关轨道式设备和绝缘材料壳体来解决。根据本发明的电子开关轨道式设备和绝缘材料壳体的有利设计方案是从属权利要求的主题。
3、根据本发明的用于紧固在承载轨道或顶帽式轨道处的电子开关轨道式设备具有绝缘材料壳体，该绝缘材料壳体具有前侧、与前侧相对置的紧固侧以及将前侧和紧固侧连接的第一窄侧、第二窄侧以及第一宽侧、第二宽侧。此外，轨道式设备具有控制装置，该控制装置具有功率电子器件，该功率电子器件被容纳和保持在构造在绝缘材料壳体中的第一容纳空间中，并且被构造为以电子方式中断电气线路。此外，轨道式设备具有用于冷却功率电子器件的冷却装置，该冷却装置容纳并保持在构造在绝缘材料壳体中的第二容纳空间中。第二容纳空间在此具有多个边界面，其中，第一边界面直接邻接到第一容纳空间，并且不同于第一边界面的第二边界面通过绝缘材料壳体的紧固侧和/或其中一个宽侧形成。
4、在电子开关轨道式设备中，电流流动不是通过打开机械触点来实现的，而是借助基于半导体的功率电子器件来实现的，该功率电子器件布置、即容纳和保持在第一容纳空间中。由此产生的热量借助布置在第二容纳空间中的冷却装置排出。为了确保尽可能有效的冷却，第一和第二容纳空间在绝缘材料壳体中布置为彼此直接邻接，其中，第一边界面形成两个容纳空间的接触面、优选平坦的接触面。以这种方式，由功率电子器件产生的热量可以直接被冷却装置优选地通过热传导吸收。经改善的冷却性能又实现更高的开关性能。
5、在一种有利的扩展方案中，轨道式设备具有用于接触至少一个第一外部连接导体的第一电气连接模块，其中，第一连接模块布置在构造在绝缘材料壳体中的第三容纳空间中。此外，轨道式设备具有用于接触至少一个第二外部连接导体的第二电气连接模块，其中，第二连接模块布置在构造在绝缘材料壳体中的第四容纳空间中。在此，第三容纳空间邻接到第一窄侧，第四容纳空间邻接到第二窄侧。
6、通过用于接触第一和第二外部电气连接导体的第一和第二电气连接模块的第三和第四容纳空间以节省空间的方式直接布置在绝缘材料壳体的窄侧处，为电气开关轨道式设备的其他部件的放置提供大的、连续的结构空间。因此，轨道式设备的各个组件和部件在绝缘材料壳体内的封装、即分布被大大简化。
7、在另一种有利的扩展方案中，轨道式设备具有开关机构，该开关机构具有布置在前侧处的手动操纵元件，其中，开关机构容纳并保持在第五容纳空间中，该第五容纳空间邻接到前侧并布置在第三和第四容纳空间之间。
8、开关机构具有用于手动操纵、即用于接通和关断电子开关轨道式设备的手动操纵元件。在此，开关机构布置在第五容纳空间中，该第五容纳空间布置在头部区域中、即布置在轨道式设备的前侧区域中，使得轨道式设备通过布置在前侧的手动操纵元件易于操作。
9、在轨道式设备的另一种有利的扩展方案中，开关机构具有可以借助控制装置控制的电气触发单元。
10、开关机构还具有机械开关触点，该机械开关触点可以被断开以用于轨道式设备的电流分离。电气触发单元用于机械开关触点的控制。如同机械开关触点一样，电气触发单元布置、即容纳和保持在第五容纳空间中。
11、在轨道式设备的另一种有利的扩展方案中，第一容纳空间和/或第二容纳空间布置在第三和第四容纳空间之间。
12、在第一电气连接模块布置在直接邻接到第一窄侧的第三容纳空间中并且第二电气连接模块布置在直接邻接到第二窄侧的第四容纳空间中的情况下，尤其对于较大的、即多极的轨道式设备(其中连接模块设置用于多个电气连接导体的电接触)，在连接模块的结构尺寸方面有利的是，在前侧的视线方向上，将用于功率电子器件的第一容纳空间和用于冷却装置的第二容纳空间放置在第三和第四容纳空间之间，以便由此在绝缘材料壳体内实现有利的空间划分。
13、在轨道式设备的另一种有利的扩展方案中，冷却装置具有用于与功率电子器件热接触的基本上平坦的基体。通过形成冷却装置与功率电子器件的体接触的基体的平坦的、平面的构型，可以通过从功率电子器件到冷却装置的热传导来实现良好的热传递，由此显著改善冷却装置的效率。
14、在轨道式设备的另一种有利的扩展方案中，冷却元件成形在基体处以改善冷却性能。例如可以构造为冷却肋的冷却元件用于扩大冷却装置的表面。通过以这种方式可实现的更高的辐射功率进一步提高了冷却装置的效率。
15、在另一种有利的扩展方案中，轨道式设备具有一个节距单位的宽度，其中，第二容纳空间在紧固侧处至少逐区段地在轨道式设备的整个宽度上延伸。在具有仅一个节距单位的宽度(对应于约18mm)的所谓的“单极”轨道式设备的情况下，有利的是，将用于容纳冷却装置的第二容纳空间优选地在轨道式设备的紧固侧处至少逐区段地布置在轨道式设备的整个宽度上。
16、在另一种有利的扩展方案中，轨道式设备具有两个节距单位的宽度，其中，第二容纳空间的第二边界面由两个宽侧之一形成，其中，第二容纳空间具有半个节距单位的宽度。在具有两个节距单位的宽度的所谓的“两极”轨道式设备的情况下，可以将第二容纳空间以圆盘状地平行于两个宽侧之一的方式布置在绝缘材料壳体中。有利地，包含功率电子器件的第一容纳空间也圆盘状地设计并且布置在第二容纳空间旁边。
17、在轨道式设备的另一种有利的扩展方案中，第二容纳空间从第一窄侧延伸到第二窄侧。以这种方式，直接邻接到第二容纳空间的宽侧的尽可能大的部分表面可以用于热辐射。
18、根据本发明的用于上述类型的电子开关轨道式设备的绝缘材料壳体具有前侧、与前侧相对置的紧固侧以及将前侧和紧固侧连接的第一窄侧、第二窄侧以及第一宽侧、第二宽侧。此外，绝缘材料壳体具有第一容纳空间，该第一容纳空间被设置和构造为容纳控制装置；第二容纳空间，该第二容纳空间被设置和构造为容纳冷却装置；第三容纳空间，该第三容纳空间被设置和构造为容纳第一电气连接模块；以及第四容纳空间，该第四容纳空间被设置和构造为容纳第二电气连接模块。在此，第三容纳空间邻接到第一窄侧，第四容纳空间邻接到第二窄侧。
19、在另一种有利的扩展方案中，绝缘材料壳体具有第五容纳空间，该第五容纳空间被设置并构造为容纳开关机构，其中，第五容纳空间布置在第三和第四容纳空间之间。
20、在绝缘材料壳体的另一种有利的扩展方案中，第一容纳空间和/或第二容纳空间布置在第三和第四容纳空间之间。
21、在另一种有利的扩展方案中，绝缘材料壳体具有一个节距单位的宽度，其中，第二容纳空间在紧固侧处至少逐区段地在轨道式设备的整个宽度上延伸。
22、在另一种有利的扩展方案中，绝缘材料壳体具有两个节距单位的宽度，其中，第二容纳空间具有半个节距单位的宽度并且被两个宽侧之一界定。
23、在绝缘材料壳体的另一种有利的扩展方案中，第二容纳空间从第一窄侧延伸到第二窄侧。
24、关于根据本发明的绝缘材料壳体的一般优点，参考前述关于根据本发明的轨道式设备的优点的陈述。通过轨道式设备的模块化结构，使得能够将可用的结构空间划分为用于功率电子器件、冷却装置、第一和第二电气连接模块以及开关机构的不同容纳空间，其中，为这些组件中的每个组件提供尺寸设计足够的、预定义的结构空间，该结构空间具有与轨道式设备的部件的所需接口。以这种方式，大大简化了轨道式设备的结构以及各个组件和部件在绝缘材料壳体内部的布置。
1.一种用于紧固在承载轨道或顶帽式轨道(7)处的电子开关轨道式设备(1)，所述电子开关轨道式设备具有
2.根据权利要求1所述的电子开关轨道式设备(1)，所述电子开关轨道式设备具有
3.根据上述权利要求中任一项所述的电子开关轨道式设备(1)，所述电子开关轨道式设备具有开关机构，所述开关机构具有布置在所述前侧(3)处的手动操纵元件(2)，其中，所述开关机构容纳并保持在第五容纳空间(15)中，所述第五容纳空间邻接到所述前侧(3)并布置在所述第三容纳空间和所述第四容纳空间(13，14)之间。
4.根据权利要求3所述的电子开关轨道式设备(1)，其中，所述开关机构具有电气触发单元，所述电气触发单元能够借助所述控制装置进行控制。
5.根据上述权利要求中任一项所述的电子开关轨道式设备(1)，其中，所述第一容纳空间(11)和/或所述第二容纳空间(12)布置在所述第三容纳空间和所述第四容纳空间(13，14)之间。
6.根据上述权利要求中任一项所述的电子开关轨道式设备(1)，其中，所述冷却装置具有用于与所述功率电子器件热接触的基本上平坦的基体。
7.根据权利要求6所述的电子开关轨道式设备(1)，其中，冷却元件成形在所述基体处以改善冷却性能。
8.根据上述权利要求中任一项所述的电子开关轨道式设备(1)，其中，所述轨道式设备(1)具有一个节距单位(te)的宽度(b)，其中，所述第二容纳空间(12)在所述紧固侧(4)处至少逐区段地在所述轨道式设备(1)的整个宽度(b)上延伸。
9.根据上述权利要求中任一项所述的电子开关轨道式设备(1)，其中，所述轨道式设备(1)具有两个节距单位(te)的宽度(b)，其中，所述第二容纳空间(12)的第二边界面(12-2)由两个宽侧(6-1，6-2)之一形成，其中，所述第二容纳空间(12)具有半个节距单位(te)的宽度(b)。
10.根据权利要求9所述的电子开关轨道式设备，其中，所述第二容纳空间(12)从所述第一窄侧(5-1)延伸到所述第二窄侧(5-2)。
11.一种用于根据权利要求1至10中任一项所述的电子开关轨道式设备(1)的绝缘材料壳体(10)，所述绝缘材料壳体具有前侧(3)、与所述前侧(3)相对置的紧固侧(4)以及将所述前侧和所述紧固侧(3，4)连接的第一窄侧、第二窄侧以及第一宽侧、第二宽侧(5-1，5-2，6-1，6-2)，所述绝缘材料壳体具有
12.根据权利要求11所述的绝缘材料壳体(10)，所述绝缘材料壳体具有第五容纳空间(15)，所述第五容纳空间被设置并构造为容纳开关机构，其中，所述第五容纳空间(15)布置在所述第三容纳空间和所述第四容纳空间(13，14)之间。
13.根据权利要求11至12中任一项所述的绝缘材料壳体(10)，其中，所述第一容纳空间(11)和/或所述第二容纳空间(12)布置在所述第三容纳空间和所述第四容纳空间(13，14)之间。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的绝缘材料壳体(10)，所述绝缘材料壳体具有一个节距单位(te)的宽度(b)，其中，所述第二容纳空间(12)在所述紧固侧(4)处至少逐区段地在所述轨道式设备(1)的整个宽度(b)上延伸。
15.根据权利要求11至13中任一项所述的绝缘材料壳体(10)，所述绝缘材料壳体具有两个节距单位(te)的宽度(b)，其中，所述第二容纳空间(12)具有半个节距单位(te)的宽度(b)并且被两个宽侧(6-1，6-2)之一界定。
16.根据权利要求15所述的绝缘材料壳体(10)，其中，所述第二容纳空间(12)从所述第一窄侧(5-1)延伸到所述第二窄侧(5-2)。
