專利名稱：控制電開(kāi)關(guān)器件的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
和先前技術(shù)本發(fā)明涉及一種用于控制配置在電流路徑中的交流電電開(kāi)關(guān)器件的設(shè)備，用于在電流路徑中出現(xiàn)故障電流時(shí)，斷開(kāi)所述器件以切斷電流路徑中的電流，本發(fā)明還涉及用于這種控制的方法。
這樣的設(shè)備和方法適用于所有類型的使用電開(kāi)關(guān)器件的領(lǐng)域，在出現(xiàn)故障電流時(shí)切斷電流路徑，例如工業(yè)電源的開(kāi)關(guān)設(shè)備，或用于配電或傳輸網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)出現(xiàn)這樣的故障電流時(shí)，重要的是一方面盡快斷開(kāi)電開(kāi)關(guān)器件以切斷電流，使連接到電流路徑的不同類型的設(shè)備不會(huì)損壞，但另一方面絕對(duì)有必要的是交流電可變換方向，即在切斷前具有過(guò)零點(diǎn)。但是，當(dāng)發(fā)生所述故障時(shí)，交流電通常具有直流分量(DC分量)，直流分量的大小取決于故障發(fā)生時(shí)電壓的相位位置及負(fù)載，并且該直流分量迭加在交流電之上，最壞的情況可能意味著，在交流電幅度減小的情況下，將需要幾個(gè)交流電周期才能出現(xiàn)過(guò)零點(diǎn)。
“電開(kāi)關(guān)器件”是廣義說(shuō)法，不僅包括在兩個(gè)不同部件之間具有機(jī)械運(yùn)動(dòng)，以通過(guò)物理分離電流路徑中的兩個(gè)部件得到開(kāi)路的器件，還包括半導(dǎo)體器件，如IGBT等，它們通過(guò)進(jìn)入阻斷狀態(tài)來(lái)斷開(kāi)，因而切斷通過(guò)的電流。“電開(kāi)關(guān)器件”還包括所謂的轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)，通過(guò)它，電流路徑中的電流可以在電流路徑中出現(xiàn)故障電流時(shí)被切斷，從而切換至連接負(fù)載等的另一電流路徑中。


圖1中示意性地說(shuō)明了在純電感負(fù)載的情況下，電流路徑中電壓U和電流I如何相互移位90°。我們現(xiàn)在假定，當(dāng)電壓最大電流為零時(shí)，即在時(shí)間t1時(shí)沿電流路徑發(fā)生短路。這意味著在故障之后，獲得的電流I1相對(duì)于零線對(duì)稱并具有一定的交流(AC)衰減，即幅度隨時(shí)間減小。但是，如果在時(shí)間t2、即電壓U為零而電流I最大時(shí)發(fā)生短路，則將產(chǎn)生最大不對(duì)稱，即電流I2的直流分量獲得最大值。此直流分量也隨時(shí)間而衰減。但是，如果開(kāi)始存在直流分量的衰減慢于交流衰減，則在獲得過(guò)零點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)故障電流的切斷之前，將要花一段不可忽略不計(jì)的時(shí)段。
圖2更加詳細(xì)地說(shuō)明對(duì)于最大非對(duì)稱的故障情況，總電流Itot如何隨時(shí)間t而變化，以及直流分量如何隨時(shí)間減小。通常，在交流電的三個(gè)周期期間，它衰減到大約1/3。
交流電的這種不對(duì)稱性的缺陷在于至此有必要考慮切斷可能在所謂的交流電“長(zhǎng)半波”期間發(fā)生，即切斷在緊隨具有最高峰值電流的半波之后的過(guò)零點(diǎn)時(shí)完成，因此，電開(kāi)關(guān)器件的尺寸必須能夠耐受可能存在的非常高的峰值電流。不需要這樣選定開(kāi)關(guān)器件的尺寸的一種可能性是在切斷發(fā)生前引入可觀的延遲，可以是交流電的3-4個(gè)周期，以使直流分量有時(shí)間充分減小。因此，到目前為止，在發(fā)生故障后只是簡(jiǎn)單地等待相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，直到在交流電過(guò)零點(diǎn)確?？梢酝瓿汕袛啵渲屑俣ü收峡赡馨l(fā)生在對(duì)于直流分量最不適宜的時(shí)間，并且直流分量已降至相對(duì)較低的電平。這種長(zhǎng)時(shí)間等待當(dāng)然意味著與在較早時(shí)間發(fā)生切斷相比，對(duì)所述設(shè)備將產(chǎn)生較大損害的嚴(yán)峻風(fēng)險(xiǎn)。這樣，要切斷交流電，在大多數(shù)情況下切斷可以發(fā)生在出現(xiàn)幾個(gè)過(guò)零點(diǎn)之后，因?yàn)楸仨氂写_定的安全裕度來(lái)避免切斷太早。但是，例如如果出現(xiàn)所述故障電流后立即出現(xiàn)基本對(duì)稱的電流，則這樣長(zhǎng)的切斷時(shí)間有時(shí)太過(guò)長(zhǎng)了。
因此，有必要在可能的情況下相對(duì)更早地切斷交流電。
應(yīng)當(dāng)指出，本發(fā)明適用于斷開(kāi)配置了所有類型電開(kāi)關(guān)器件的電流路徑，因?yàn)殛P(guān)注的是獲得良好控制的起弧時(shí)間，但卻不會(huì)像常規(guī)斷路器那樣不必要地太遲切斷電流，但本發(fā)明更特別地針對(duì)所謂的混合斷路器類型，這種類型的斷路器在申請(qǐng)人仍未獲得公開(kāi)的瑞典專利申請(qǐng)9904164-2中有描述。在這樣的混合斷路器中，在電流路徑中有兩個(gè)并聯(lián)分支，一個(gè)分支具有換向器(commutator)并位于流經(jīng)開(kāi)關(guān)器件的常規(guī)電流路徑中，另一分支的一個(gè)構(gòu)件具有在至少一個(gè)阻斷方向阻斷流經(jīng)電流并在至少一個(gè)方向上導(dǎo)通經(jīng)過(guò)電流的能力；以及與所述構(gòu)件串聯(lián)的切斷接觸部件，具有重要意義的是能夠控制換向器觸點(diǎn)斷開(kāi)，以在換向處獲得良好控制的小電花。因?yàn)樗鰳?gòu)件必須阻斷，從而使切斷流經(jīng)接觸部件的電流可以發(fā)生在零電流時(shí)，當(dāng)使用整流二極管形式的構(gòu)件時(shí)，它處于這樣一種情況換向器不斷開(kāi)，直到可以獲得交流電的過(guò)零點(diǎn)。如果在出現(xiàn)故障電流后要相對(duì)較快地進(jìn)行換向及斷路，則必須選擇二極管的尺寸以承受可能相對(duì)較大的電流，這會(huì)使二極管成本提高，或在出現(xiàn)故障電流相當(dāng)長(zhǎng)的延遲后切斷電流，但必須接受已經(jīng)提及的與此相關(guān)的缺點(diǎn)。相應(yīng)問(wèn)題也適用于根據(jù)申請(qǐng)人的仍未公開(kāi)的瑞典專利申請(qǐng)9904166-7中所述的電開(kāi)關(guān)器件。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)提供這樣一種設(shè)備來(lái)達(dá)到這個(gè)目的，其中，所述設(shè)備具有適用于檢測(cè)電流路徑中的電流的部件以及這樣一種單元，它適用于控制電開(kāi)關(guān)器件在具有低于預(yù)定電流限制值的峰值電流的交流電的一個(gè)半波后立即切斷電流路徑中的電流，使得在結(jié)束所述半波的交流電過(guò)零點(diǎn)處完成切斷。
通過(guò)這種方法檢測(cè)電流，并根據(jù)斷路完成前的半波期間交流電的峰值電流來(lái)切斷電流路徑中的電流，就有可能在允許時(shí)立即切斷電流路徑中的電流，這樣斷路就不必延遲超過(guò)各種情況下的所需時(shí)間。這意味著對(duì)于常規(guī)斷路器，不必為對(duì)稱電流或較低電流引入延遲，從而可以獲得短的斷開(kāi)時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)備包括這樣一種組件，它適用于在發(fā)生故障電流之后，根據(jù)通過(guò)所述電流檢測(cè)獲得的電流值來(lái)確定交流電的兩個(gè)連續(xù)半波的電流峰值并將這些峰值電流值互相比較；以及這樣一種單元，它適用于控制開(kāi)關(guān)器件在交流電的一個(gè)半波之后切斷電流路徑中的電流，其中所述一個(gè)半波與所述兩個(gè)電流峰值中最低那個(gè)半波具有相同符號(hào)。通過(guò)這種方法，確保切斷發(fā)生在完成了所謂的“短半波”之后，常規(guī)斷路器中積累的電弧能量在斷開(kāi)電流路徑時(shí)可以最小化，并可能在較早時(shí)間執(zhí)行電流斷路，否則若有在“長(zhǎng)半波”期間斷路的危險(xiǎn)，后果可想而知。較低的電弧能量得到較長(zhǎng)的電壽命期或較高的性能。在上述的混合型斷路器中，本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例更加有吸引力，因?yàn)檫@意味著所述路徑，該路徑可以是諸如二極管的整流半導(dǎo)體器件，無(wú)需選擇承受電流長(zhǎng)半波的尺寸。這意味著所述部分的制作成本相對(duì)便宜。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)備包括這樣一種部件適用于測(cè)量在出現(xiàn)故障電流后由所述檢測(cè)部件檢測(cè)到的交流電兩個(gè)連續(xù)過(guò)零點(diǎn)之間的時(shí)間；還包括這樣一種部件適用于將該時(shí)間段與交流電的周期時(shí)間進(jìn)行比較；還包括這樣一種單元適用于控制開(kāi)關(guān)器件在對(duì)應(yīng)于所述半波并由被小于交流電周期時(shí)間的預(yù)定部分的時(shí)間段分隔的兩個(gè)過(guò)零點(diǎn)定義的下一半波之后立即斷開(kāi)電流。通過(guò)用以這種方式測(cè)量交流電的連續(xù)過(guò)零點(diǎn)之間的時(shí)間段，有可能在出現(xiàn)故障電流后確定交流電的不對(duì)稱程度，并控制電開(kāi)關(guān)器件在個(gè)案中最適合時(shí)斷開(kāi)電流路徑中的電流。與交流電的周期時(shí)間的所述比較很可能是純想像的，并可以預(yù)定，在比確定的時(shí)間間隔短的所述時(shí)間間隔時(shí)，電開(kāi)關(guān)器件被控制用來(lái)斷開(kāi)電流路徑，其中開(kāi)始是在交流電周期時(shí)間的基礎(chǔ)上做出這一限制時(shí)間的預(yù)定。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，所述單元適用于控制開(kāi)關(guān)器件，以在所述時(shí)間間隔低于交流電周期時(shí)間50％的半周期期間斷開(kāi)。從上面對(duì)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例的討論中可看出，以這種方式確保斷路發(fā)生在所謂的“短半波”期間的優(yōu)點(diǎn)是毫無(wú)疑問(wèn)的。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)備包括這樣一種部件，它適用于根據(jù)自出現(xiàn)故障電流以來(lái)的所述時(shí)間比例和時(shí)間長(zhǎng)度，計(jì)算斷開(kāi)開(kāi)關(guān)器件的延遲時(shí)間，這使它可以執(zhí)行開(kāi)關(guān)器件的斷開(kāi)，從而如果所述比例小的話則較早地?cái)嚅_(kāi)電流，因?yàn)檫@對(duì)常規(guī)斷路器意味著短的起弧時(shí)間，并且在上述類型的所謂混合斷路器的所述部件上流過(guò)低電流，雖然事實(shí)上那時(shí)交流電的直流電平仍相當(dāng)高。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)備適用于切斷電流路徑中的電流，以控制電開(kāi)關(guān)器件，其中所述電開(kāi)關(guān)器件包括兩個(gè)在電流路徑中并聯(lián)的分支，其中第一分支包括第一接觸部件，具有兩個(gè)可互相相對(duì)移動(dòng)以斷開(kāi)和閉合的觸點(diǎn)；而第二分支包括適用于在至少一個(gè)阻斷方向阻斷電流通過(guò)，并在至少一個(gè)方向?qū)娏鞯臉?gòu)件，其中第二接觸部件具有兩個(gè)可互相相對(duì)移動(dòng)以斷開(kāi)和閉合的觸點(diǎn)，它與所述構(gòu)件串聯(lián)，其中開(kāi)關(guān)器件還包括適用于根據(jù)所述電流檢測(cè)來(lái)控制切斷所述電流路徑中的電流的單元，所述控制方法為當(dāng)所述構(gòu)件處于或進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制所述第一接觸部件斷開(kāi)以將電流轉(zhuǎn)移至所述構(gòu)件，然后在交流電的過(guò)零點(diǎn)之后，當(dāng)所述構(gòu)件處于阻斷流經(jīng)其中的電流的狀態(tài)時(shí)，控制第二接觸部件斷開(kāi)，從而在所述半波之后立即切斷流經(jīng)開(kāi)關(guān)器件的電流，并使斷路永久化。如前面已經(jīng)提過(guò)的，這使得能夠最大化節(jié)省所述構(gòu)件，如二極管，并在盡可能早的時(shí)間斷開(kāi)電流。這對(duì)于根據(jù)所附權(quán)利要求21的設(shè)備也是有效的，該設(shè)備被設(shè)計(jì)用來(lái)控制在仍未公開(kāi)的申請(qǐng)人的瑞典專利申請(qǐng)9904166-7中所述類型的電開(kāi)關(guān)器件。
根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)備包括可單獨(dú)控制的電開(kāi)關(guān)器件，配置在多相交流電形式的交流電各相的電流路徑中；部件，適用于根據(jù)發(fā)生所述故障后檢測(cè)到的交流電的值來(lái)為交流電的每個(gè)相位分別確定切斷各相電流路徑中的電流的時(shí)間，從而單獨(dú)地、獨(dú)立地?cái)嚅_(kāi)各個(gè)獨(dú)立開(kāi)關(guān)器件，進(jìn)而切斷相電流。由此，將可能相對(duì)早地切斷該相具有小直流分量的相電流，但電流具有較大直流分量的相將可能通過(guò)在所謂的“短半波”之后完成電流的切斷來(lái)相對(duì)早地?cái)嚅_(kāi)電開(kāi)關(guān)器件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)備包括電控驅(qū)動(dòng)部件，用于斷開(kāi)電開(kāi)關(guān)器件，當(dāng)該驅(qū)動(dòng)部件是電動(dòng)機(jī)形式的電磁機(jī)時(shí)特別有利。通過(guò)使用這樣的驅(qū)動(dòng)部件，將可能非常精確地控制電開(kāi)關(guān)器件的一個(gè)或多個(gè)可活動(dòng)構(gòu)件的移動(dòng)，并確保兩個(gè)觸點(diǎn)的分離發(fā)生在交流電十分特定的相位位置，這樣斷路就可在所述所需的交流電半波之后立即完成。當(dāng)設(shè)備中電子單元形式的控制單元被用于控制驅(qū)動(dòng)部件時(shí)則更加有利。本實(shí)施例適用于對(duì)流經(jīng)開(kāi)關(guān)器件的電流的將來(lái)發(fā)展的預(yù)測(cè)進(jìn)行調(diào)整，比如對(duì)電流的下一過(guò)零點(diǎn)，從而用這樣的預(yù)測(cè)調(diào)整電流的斷路，以便確保例如僅具有阻斷電流能力的半導(dǎo)體器件在所謂的短半波期間導(dǎo)通電流。
本發(fā)明還涉及根據(jù)所附的應(yīng)用權(quán)利要求有利地應(yīng)用上述設(shè)備。
本發(fā)明還涉及根據(jù)相應(yīng)的所附權(quán)利要求的裝置、計(jì)算機(jī)程序及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。容易理解，在所附的一組方法權(quán)利要求中定義的根據(jù)本發(fā)明的方法非常適用于執(zhí)行處理器的程序指令，該處理器可以受到配置了所述程序步驟的計(jì)算機(jī)程序的影響。雖然未在權(quán)利要求書(shū)中明確表示，但本發(fā)明包括結(jié)合了根據(jù)任何所附方法權(quán)利要求的方法的這些裝置、計(jì)算機(jī)程序及計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品。
本發(fā)明其他的優(yōu)點(diǎn)及有利特點(diǎn)通過(guò)以下說(shuō)明以及其它從屬權(quán)利要求進(jìn)行闡述。
在附圖中圖1是說(shuō)明兩個(gè)不同的短路時(shí)間中，沿電流路徑發(fā)生短路時(shí)電壓U和電流I隨時(shí)間的變化，以及在這樣的短路發(fā)生后電流隨時(shí)間的變化的曲線圖，圖2示意性地說(shuō)明在最大不對(duì)稱時(shí)發(fā)生短路后的總電流以及直流分量隨時(shí)間的變化，圖3說(shuō)明在沿電流路徑發(fā)生諸如短路的故障后，三相交流電網(wǎng)的三個(gè)不同相的交流電流的變化，其中應(yīng)該有利地實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明各相電開(kāi)關(guān)器件的斷開(kāi)，圖4-6是說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，用于控制配置在電流路徑中的交流電電開(kāi)關(guān)器件的設(shè)備的簡(jiǎn)化圖，圖7-9是說(shuō)明用于控制配置在電流路徑中分別處于閉合、暫時(shí)閉合及斷開(kāi)位置的交流電電開(kāi)關(guān)器件的設(shè)備的簡(jiǎn)化電路圖。
本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說(shuō)明首先將簡(jiǎn)要說(shuō)明上述瑞典專利申請(qǐng)9904164-2中所述類型的混合斷路器的構(gòu)造和功能，以便較容易地理解本發(fā)明，并因本發(fā)明就是對(duì)于這樣的電開(kāi)關(guān)器件具有很特別的優(yōu)點(diǎn)。本說(shuō)明參照?qǐng)D4-6進(jìn)行。
電開(kāi)關(guān)器件連接在電流路徑2中，以能夠通過(guò)斷開(kāi)它來(lái)迅速切斷其中的電流。為每相配置一個(gè)這樣的開(kāi)關(guān)器件，這樣，三相電網(wǎng)在同一位置有三個(gè)這樣的開(kāi)關(guān)器件。開(kāi)關(guān)器件具有內(nèi)圓柱3，它可以繞軸4旋轉(zhuǎn)并有可活動(dòng)接觸構(gòu)件5。第二圓柱6被配置在圓柱3的外圈，它有四個(gè)觸點(diǎn)7-10，這四個(gè)觸點(diǎn)沿可活動(dòng)構(gòu)件5的運(yùn)動(dòng)路徑配置，當(dāng)壓在可活動(dòng)構(gòu)件5上時(shí)，能夠形成良好的電接觸。開(kāi)關(guān)器件分別通過(guò)兩個(gè)外觸點(diǎn)7和10連接在電流路徑中。
在兩個(gè)外觸點(diǎn)和緊相鄰的內(nèi)觸點(diǎn)間連接著二極管11、12形式的半導(dǎo)體器件，其導(dǎo)電方向是從外觸點(diǎn)到相鄰觸點(diǎn)。二極管也可以同時(shí)將導(dǎo)電方向指向外觸點(diǎn)。
開(kāi)關(guān)器件還具有驅(qū)動(dòng)裝置，它適用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)圓柱3旋轉(zhuǎn)，以相對(duì)于第二觸點(diǎn)7-10移動(dòng)可活動(dòng)接觸構(gòu)件5。本例中的驅(qū)動(dòng)裝置由示意性顯示的集成電動(dòng)機(jī)13構(gòu)成，它可以是許多不同的類型。
還連接了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備14，用于控制電開(kāi)關(guān)器件。設(shè)備具有示意性表示的部件15，適用于通過(guò)檢測(cè)電流的方向和大小來(lái)檢測(cè)電流路徑中的電流，進(jìn)而還檢測(cè)電流過(guò)零點(diǎn)的時(shí)間。檢測(cè)部件適用于將具有關(guān)于電流信息的信號(hào)進(jìn)一步發(fā)送到模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器16，用以將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。濾波器17、18被配置在信號(hào)路徑中轉(zhuǎn)換器之前和之后的位置，用以從來(lái)自檢測(cè)部件15的信號(hào)中過(guò)濾掉噪聲信號(hào)，特別是高頻噪聲信號(hào)。電流信息被進(jìn)一步發(fā)送到組件19，該組件適用于根據(jù)檢測(cè)部件所檢測(cè)到的電流值來(lái)進(jìn)行計(jì)算，用以確定通過(guò)斷開(kāi)由單元20控制的電開(kāi)關(guān)器件來(lái)切斷電流路徑中電流的時(shí)間。
這里的控制單元20由電子單元構(gòu)成，所述電子單元適用于控制電動(dòng)機(jī)形式的電控驅(qū)動(dòng)部件13，以驅(qū)動(dòng)可活動(dòng)構(gòu)件5繞軸4旋轉(zhuǎn)。通過(guò)使用這種電動(dòng)機(jī)形式的電控驅(qū)動(dòng)部件以及用于調(diào)整的電子單元，可以非常精確地控制可活動(dòng)構(gòu)件5的移動(dòng)，從而確保電流斷路真正發(fā)生在所需的時(shí)候，即正好在所述半波之后。若使用這樣的電動(dòng)機(jī)和電子單元，則用對(duì)下一電流過(guò)零點(diǎn)的預(yù)測(cè)可以很好地進(jìn)行調(diào)整。
所述組件可以被設(shè)計(jì)為用不同方法計(jì)算斷開(kāi)電流路徑中的電流的合適時(shí)間，這將在下面作進(jìn)一步說(shuō)明。
所述類型的開(kāi)關(guān)器件的功能在上面提到的瑞典專利申請(qǐng)9904164-2中有更詳細(xì)的描述，在此作簡(jiǎn)要總結(jié)當(dāng)有需要切斷電流路徑2中的電流時(shí)，例如由于檢測(cè)部件15檢測(cè)到電流路徑2中有非常高的電流，這可能因其中的短路引起，就有可能檢測(cè)交流電的方向，并使圓柱3以及可活動(dòng)接觸構(gòu)件5的旋轉(zhuǎn)方向與之對(duì)應(yīng)，以盡可能快地?cái)嚅_(kāi)，但在以非常高的精確性盡可能快地?cái)嗦贩矫妫景l(fā)明具有優(yōu)越性。流經(jīng)開(kāi)關(guān)器件的全部電流根據(jù)圖4的閉合位置在兩個(gè)外觸點(diǎn)7、10間之間流經(jīng)用電流將它們互連的活動(dòng)部件5。假定已做出決定通過(guò)使內(nèi)圓柱3如圖1所示沿順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)來(lái)執(zhí)行斷路，那么，這應(yīng)很好地完成，使得斷開(kāi)由觸點(diǎn)7和8構(gòu)成的接觸部件發(fā)生在電流的過(guò)零點(diǎn)時(shí)，從而使發(fā)生時(shí)不產(chǎn)生任何明顯電弧。這應(yīng)在二極管正向偏置時(shí)發(fā)生，使得電流轉(zhuǎn)接到二極管11。
然后，當(dāng)開(kāi)關(guān)器件上的電壓改變方向時(shí)，將沒(méi)有電流流經(jīng)，但在二極管11上將積聚電壓，然后反相偏置，現(xiàn)在可活動(dòng)接觸構(gòu)件繼續(xù)按之前的相同方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使得觸點(diǎn)8和觸點(diǎn)10間的電流連接斷開(kāi)，這樣就使電流的斷路成為永久性的。斷路的發(fā)生不產(chǎn)生任何電弧，因?yàn)闆](méi)有電流流經(jīng)觸點(diǎn)。因而可得到圖6所示的完全斷開(kāi)位置，其中電流永久斷開(kāi)。
作為主要任務(wù)，所述組件19必須確定交流電是處在所謂的主波(長(zhǎng)半波)或是在小波(短半波)中，并確保在短半波后完成電流路徑中相電流斷路。這是基本的思路，但有時(shí)并非如此。最重要的是確保斷路決不會(huì)發(fā)生在具有很大不對(duì)稱交流電的相的長(zhǎng)半波之后，以使二極管11、12無(wú)需選擇承受可能出現(xiàn)的這種峰值電流的尺寸。但是，在基本對(duì)稱交流電的任何相中，斷路大都可以在任何半波后發(fā)生，使得所述組件可取地適用于在發(fā)生故障后，測(cè)量由所述檢測(cè)部件檢測(cè)出的交流電的兩個(gè)連續(xù)過(guò)零點(diǎn)之間的一段時(shí)間，并將該段時(shí)間與交流電的周期時(shí)間進(jìn)行比較；以及所述單元適用于控制開(kāi)關(guān)器件在下一半波后切斷電流，該半波對(duì)應(yīng)于所述半波并由低于交流電周期時(shí)間的預(yù)定部分的時(shí)間間隔所分離的兩個(gè)過(guò)零點(diǎn)定義。因此，該部分可能稍大于50％例如最大55％是可以接受的。但是，這意味著可以確保在很大不對(duì)稱時(shí)，斷路的完成始終發(fā)生在短半波之后。
但是，應(yīng)很可能配置組件23來(lái)計(jì)算切斷電流路徑中電流的適當(dāng)時(shí)間，計(jì)算方法為將交流電的電流峰值與預(yù)定的電流限制值和/或與連續(xù)的這些電流峰值進(jìn)行比較，以確定峰值電流是否足夠低以允許在長(zhǎng)半波后斷路，或者哪個(gè)半波是短半波，以確定在這樣的半波后切斷，而不用測(cè)量連續(xù)過(guò)零點(diǎn)之間的時(shí)間。
圖3顯示在時(shí)間0發(fā)生故障后，三相交流電11、12和13的變化的可能情況。所有三相電流都顯得很不對(duì)稱，因此重要的是在短半波期間使電流通過(guò)所述二極管換向，并在該半波后完成斷路。圓圈21、22是使所示的三相斷路的可能時(shí)間間隔。但要指出，每相電流的不對(duì)稱性，即其中的直流分量，隨時(shí)間減小，同時(shí)存在交流衰減，當(dāng)確定在哪個(gè)圓圈中發(fā)生斷路時(shí)也要考慮它。通過(guò)斷開(kāi)常規(guī)斷路器并在對(duì)應(yīng)相的短半波后切斷電流，將得到優(yōu)化的起弧時(shí)間，在如上的混合斷路器中，當(dāng)斷開(kāi)電流路徑中的電流時(shí)，將在二極管11上得到流經(jīng)所述部件的低電流。根據(jù)本發(fā)明的方法所引入的延遲占20毫秒的交流電時(shí)段，最大正好為此周期時(shí)間。這意味著在實(shí)踐中，對(duì)于圖4-6所示類型的電開(kāi)關(guān)器件，無(wú)需選擇二極管11、12的尺寸來(lái)承受電流的長(zhǎng)半波。對(duì)于25kA的斷路器，這將意味著例如二極管僅需承受約為35kA而不是50kA的峰值電流，這當(dāng)然能使成本減少許多。
圖7示意性地說(shuō)明根據(jù)上述瑞典專利申請(qǐng)9904166-7的電開(kāi)關(guān)器件的一般構(gòu)造，所述電開(kāi)關(guān)器件連接到電流路徑2中，以便能夠迅速斷開(kāi)和閉合該電流路徑。為每相配置這樣一個(gè)開(kāi)關(guān)器件，這樣，三相電網(wǎng)在同一位置有三個(gè)這樣的開(kāi)關(guān)器件。開(kāi)關(guān)器件包括兩個(gè)并聯(lián)于電流路徑中的分支26、27，每個(gè)分支都至少有兩個(gè)串聯(lián)的機(jī)械接觸部件28-31。二極管形式的半導(dǎo)體器件32被配置為互連每個(gè)分支的兩個(gè)接觸部件之間的中點(diǎn)33、34。
連接了根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備14，用以控制電開(kāi)關(guān)器件，其構(gòu)造與以上根據(jù)圖4-6的實(shí)施例描述的相同。
電開(kāi)關(guān)器件的功能如下當(dāng)需要切斷電流路徑2中的電流時(shí)，例如由于檢測(cè)部件15檢測(cè)到電流路徑中有非常高的電流，這可能因其中的短路引起，按上述方式通過(guò)檢測(cè)結(jié)果來(lái)確定適合切斷流經(jīng)相應(yīng)電開(kāi)關(guān)器件的電流的時(shí)間。一旦已經(jīng)確定應(yīng)斷開(kāi)給定的電開(kāi)關(guān)器件，則控制單元20首先決定要斷開(kāi)哪兩個(gè)接觸部件，這里是接觸部件29和30(見(jiàn)圖8)，以建立流經(jīng)半導(dǎo)體器件32的臨時(shí)電流路徑。因此，該決定的作出取決于該時(shí)刻電流路徑中電流的位置。在根據(jù)圖7的位置中，通過(guò)開(kāi)關(guān)器件的全部電流都流經(jīng)兩條分支26、27，而都不通過(guò)二極管?，F(xiàn)在要發(fā)生切斷，則應(yīng)盡快讓電流轉(zhuǎn)為流經(jīng)二極管。在交流電周期中緊挨著介于二極管在某個(gè)方向正向偏置前的時(shí)間和二極管下次反向偏置時(shí)的時(shí)間之間的那個(gè)部分期間，電流可從所述方向轉(zhuǎn)接到二極管。這意味著，對(duì)于實(shí)踐中整個(gè)周期為20毫秒的情況下，根據(jù)圖8接觸部件的斷開(kāi)可發(fā)生在朝正向偏置方向的過(guò)零點(diǎn)前例如大約2毫秒，直到下一過(guò)零點(diǎn)。當(dāng)根據(jù)這些前提出現(xiàn)在交流電的錯(cuò)誤半周期斷開(kāi)接觸部件29和30時(shí)，接觸部件28和31可以立即被斷開(kāi)以建立臨時(shí)電流路徑。因此，可以在檢測(cè)到需要和可能斷開(kāi)開(kāi)關(guān)器件或閉合流經(jīng)電流之后立即建立臨時(shí)電流路徑。
當(dāng)通過(guò)斷開(kāi)接觸部件29、30而得到圖8所示的臨時(shí)閉合位置時(shí)，在對(duì)應(yīng)接觸部件的觸點(diǎn)之間的空隙中將產(chǎn)生小電花，它能引起通常為12-15V的電壓，這將驅(qū)動(dòng)電流通過(guò)二極管32轉(zhuǎn)接。然后，當(dāng)開(kāi)關(guān)器件上的電流改變方向時(shí)，將沒(méi)有電流經(jīng)過(guò)它，但在二極管32上將積聚電壓然后反向偏置，并且現(xiàn)在兩個(gè)另外的接觸部件28、31中至少有一個(gè)是斷開(kāi)的，因此臨時(shí)電流路徑被斷開(kāi)，其中該斷路的發(fā)生不會(huì)出現(xiàn)任何起弧，因?yàn)樵跀嚅_(kāi)時(shí)沒(méi)有電流流經(jīng)觸點(diǎn)。因而可得到圖9所示開(kāi)關(guān)器件的完全斷開(kāi)位置，其中通過(guò)它的電流永久地被切斷。對(duì)于該終止斷開(kāi)，重要的是它發(fā)生得非常迅速，使得二極管32上的電壓可以不必再改變方向，該二極管然后開(kāi)始導(dǎo)通。臨時(shí)電流路徑中不管電流流經(jīng)開(kāi)關(guān)器件時(shí)的方向而利用相同的半導(dǎo)體器件，這相對(duì)于已經(jīng)知道的這種類型開(kāi)關(guān)器件而言極大地減少了半導(dǎo)體器件的數(shù)目，從而節(jié)省了大量的成本。
本發(fā)明特別適用于多相交流電，其中為各相在電流路徑中配置了可單獨(dú)控制的電開(kāi)關(guān)器件，因?yàn)榭赡芤谶m合每相的時(shí)間發(fā)生不同相的斷路。
根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備有利地被用于控制工業(yè)供電或配電或傳輸網(wǎng)絡(luò)的開(kāi)關(guān)器件中電流路徑中的電開(kāi)關(guān)器件，并且電流路徑的電壓則最好在中等電壓電平，即在1到52kV間。但是，本發(fā)明并不限于這些電平的交流電壓。
此外，本發(fā)明特別適用于能夠承受1kA、最好為2kA工作電流的電開(kāi)關(guān)器件。
當(dāng)然，本發(fā)明不以任何方式局限在上述優(yōu)選實(shí)施例中，在不背離所附權(quán)利要求書(shū)中定義的本發(fā)明基本思想的前提下，對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其中的修改的許多可能性都是顯而易見(jiàn)的。
如已經(jīng)提過(guò)的，本發(fā)明適用于具有斷路功能的所有類型電開(kāi)關(guān)器件。
權(quán)利要求
1.一種用于控制配置在電流路徑(2)中的交流電電開(kāi)關(guān)器件(1)的方法，在所述電流路徑中出現(xiàn)故障電流之后，用于斷開(kāi)所述器件以切斷所述電流路徑中的所述電流，其特征在于檢測(cè)所述電流路徑中的所述電流，并控制所述電開(kāi)關(guān)器件在峰值電流低于預(yù)定電流限制值的所述交流電的一個(gè)半波之后立即切斷所述電流路徑中的所述電流，從而在終止所述半波的所述交流電過(guò)零點(diǎn)處完成所述切斷。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于根據(jù)對(duì)所述電流的所述檢測(cè)確定至少一個(gè)電流峰值，并將這個(gè)值與所述預(yù)定電流限制值進(jìn)行比較，以根據(jù)此比較來(lái)控制所述開(kāi)關(guān)器件的所述斷開(kāi)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于在出現(xiàn)所述故障電流后，通過(guò)對(duì)所述交流電的兩個(gè)連續(xù)半波的所述電流檢測(cè)來(lái)確定電流峰值，并將這些電流峰值互相比較，以及控制所述開(kāi)關(guān)器件在所述交流電的一個(gè)半波之后切斷所述電流路徑中的所述電流，其中所述一個(gè)半波與所述兩個(gè)電流峰值中最低那個(gè)半波具有相同符號(hào)，從而在所述一個(gè)半波后的所述交流電過(guò)零點(diǎn)完成所述切斷。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于測(cè)量所述故障電流出現(xiàn)后所述交流電的連續(xù)過(guò)零點(diǎn)之間的時(shí)段，并將該時(shí)段與所述交流電的時(shí)間周期進(jìn)行比較，并控制所述開(kāi)關(guān)器件在對(duì)應(yīng)于所述半波并由低于所述交流電周期時(shí)間的預(yù)定比例的時(shí)間間隔分隔的兩個(gè)過(guò)零點(diǎn)定義的下一半波后立即切斷所述電流。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述比例是55％。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于所述比例是50％。
7.如權(quán)利要求4-6中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)器件的延遲時(shí)間根據(jù)所述比例的大小以及自出現(xiàn)所述故障電流以來(lái)的時(shí)間長(zhǎng)度來(lái)計(jì)算。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于用于斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)器件的所述半波的選擇取決于所述比例的大小，使得當(dāng)所述比例縮小時(shí)，所述延遲時(shí)間趨于減小。
9.如以上任一權(quán)利要求所述的方法，其特征在于通過(guò)控制電開(kāi)關(guān)器件(1)來(lái)切斷所述電流路徑中的所述電流，其中所述電開(kāi)關(guān)器件(1)包括兩個(gè)在所述電流路徑中并聯(lián)的分支，其中第一分支包括第一接觸部件，它具有可互相相對(duì)移動(dòng)以斷開(kāi)和閉合的兩個(gè)可移動(dòng)觸點(diǎn)(5、7、8)，而第二分支包括能夠在至少一個(gè)阻斷方向阻斷通過(guò)電流，并在至少一個(gè)方向?qū)娏鞯臉?gòu)件(11、12)，其中具有兩個(gè)可互相相對(duì)移動(dòng)以斷開(kāi)和閉合的觸點(diǎn)的第二接觸部件與所述構(gòu)件串聯(lián)，以及其中所述開(kāi)關(guān)器件還包括單元(20)，適用于根據(jù)所述電流檢測(cè)來(lái)控制所述電流路徑中電流的斷開(kāi)，其方法是在所述構(gòu)件處于或進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制所述第一接觸部件斷開(kāi)，從而向所述構(gòu)件轉(zhuǎn)移電流，然后在所述交流電過(guò)零點(diǎn)后當(dāng)所述構(gòu)件處于阻斷電流的狀態(tài)時(shí)，控制第二接觸部件斷開(kāi)，從而在所述半波后立即切斷流經(jīng)開(kāi)關(guān)器件的電流，并使所述切斷永久化。
10.如權(quán)利要求1-8中的任何一項(xiàng)所述的方法，其特征在于切斷所述電流路徑(2)中的電流的控制是對(duì)這樣一種電開(kāi)關(guān)器件進(jìn)行的它具有至少兩個(gè)配置在流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流路徑中的接觸部件；以及半導(dǎo)體器件，能夠在至少第一阻斷方向阻斷流經(jīng)的電流；以及單元(20)適用于控制流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流路徑的斷路，方法是當(dāng)所述半導(dǎo)體器件處于或進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制所述第一接觸部件斷開(kāi)，從而將流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流轉(zhuǎn)移到所述半導(dǎo)體器件，然后當(dāng)所述半導(dǎo)體器件處于阻斷流經(jīng)電流的狀態(tài)時(shí)，控制所述第二接觸部件斷開(kāi)，以使流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流的切斷成為永久，所述電流路徑具有兩個(gè)并聯(lián)于所述開(kāi)關(guān)器件第一和第二端之間的分支(26、27)，并通過(guò)所述半導(dǎo)體器件(32)互相交叉連接，檢測(cè)流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流方向和大小，對(duì)于所述電流路徑中流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流的所述切斷，首先將兩個(gè)分支都斷開(kāi)，如從所述第一端所見(jiàn)，一個(gè)在所述各分支到所述半導(dǎo)體器件的連接之前，如從所述第一端所見(jiàn)，另一個(gè)在所述各分支到所述半導(dǎo)體器件的連接之后，其中哪一個(gè)分支在所述連接之前斷開(kāi)，哪一個(gè)在所述連接之后斷開(kāi)取決于所述電流的所述檢測(cè)，這樣，當(dāng)所述半導(dǎo)體器件處于或進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電流通過(guò)一個(gè)分支的一部分、所述半導(dǎo)體器件及另一分支的一部分轉(zhuǎn)移到所述兩端之間的臨時(shí)電流路徑，然后，當(dāng)所述半導(dǎo)體器件處于阻斷流經(jīng)電流的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)斷開(kāi)所述臨時(shí)電流路徑來(lái)使流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流的切斷成為永久，以及所述電流路徑的電流的切斷被控制為完成于終止所述半波的所述交流電過(guò)零點(diǎn)處。
11.如以上任一權(quán)利要求所述的方法，其中所述交流電是多相交流電，并且在所述每相電流路徑中配置一個(gè)可單獨(dú)控制的電開(kāi)關(guān)器件，其特征在于分別確定所述交流電各相中切斷各相電流路徑中的電流的時(shí)間，從而單獨(dú)地、獨(dú)立地?cái)嚅_(kāi)各個(gè)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)器件，進(jìn)而切斷所述相電流。
12.一種用于控制配置在電流路徑(2)中的交流電電開(kāi)關(guān)器件(1)的設(shè)備，在所述電流路徑中出現(xiàn)故障電流之后，用于斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)器件以切斷所述電流路徑中的所述電流，其特征在于它包括部件(15)，適用于檢測(cè)所述電流路徑中的所述電流，以及單元，適用于控制所述電開(kāi)關(guān)器件在峰值電流低于預(yù)定電流限制值的所述交流電的一個(gè)半波之后立即切斷所述電流路徑中的所述電流，從而在終止所述半波的所述交流電過(guò)零點(diǎn)處完成所述切斷。
13.如權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征在于它還包括組件(19)，適用于根據(jù)由所述部件檢測(cè)的電流來(lái)確定至少一個(gè)電流峰值，并將該值與所述預(yù)定的電流限制值進(jìn)行比較；以及單元(20)，適用于根據(jù)該比較結(jié)果控制所述開(kāi)關(guān)器件的斷開(kāi)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的設(shè)備，其特征在于它包括組件(23)，適用于根據(jù)通過(guò)所述電流檢測(cè)獲得的所述電流值來(lái)確定出現(xiàn)故障電流后所述交流電的兩個(gè)連續(xù)半波的電流峰值，并將這些電流峰值互相比較，以及單元(20)，適用于控制所述開(kāi)關(guān)器件在所述交流電的一個(gè)半波之后立即切斷所述電流路徑中的所述電流，其中所述一個(gè)半波與所述兩個(gè)電流峰值中最低那個(gè)半波具有相同符號(hào)，從而在終止所述一個(gè)半波的所述交流電的過(guò)零點(diǎn)完成所述切斷。
15.如權(quán)利要求12的設(shè)備，其特征在于它包括部件(15)，適用于測(cè)量在出現(xiàn)所述故障電流后，由所述檢測(cè)部件檢測(cè)到的所述交流電的兩個(gè)連續(xù)過(guò)零點(diǎn)之間的時(shí)段；以及部件(24)，適用于將該時(shí)段與所述交流電的所述周期時(shí)間進(jìn)行比較，以及單元(20)，適用于控制所述開(kāi)關(guān)器件在下一半波之后立即切斷所述電流，其中所述下一半波對(duì)應(yīng)于所述半波并由兩個(gè)過(guò)零點(diǎn)定義，所述兩個(gè)過(guò)零點(diǎn)由低于所述交流電周期時(shí)間的預(yù)定部分的時(shí)間間隔分隔。
16.如權(quán)利要求15的設(shè)備，其特征在于所述單元(20)適用于控制所述開(kāi)關(guān)器件在所述時(shí)間間隔低于所述交流電周期時(shí)間的55％的半波后立即切斷所述電流。
17.如權(quán)利要求15的設(shè)備，其特征在于所述單元(20)適用于控制所述開(kāi)關(guān)器件在所述時(shí)間間隔低于所述交流電周期時(shí)間的50％的半波后立即切斷所述電流。
18.如權(quán)利要求15-17中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于它包括部件(25)，適用于根據(jù)所述比例的大小及自出現(xiàn)所述故障電流以來(lái)的時(shí)間長(zhǎng)度計(jì)算斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)器件的延遲時(shí)間。
19.如權(quán)利要求18的設(shè)備，其特征在于所述部件(25)適用于根據(jù)所述比例的大小計(jì)算和確定斷開(kāi)所述開(kāi)關(guān)器件的所述半波，其中當(dāng)所述比例縮小時(shí)，所述延遲時(shí)間趨于減小。
20.如權(quán)利要求12-19中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于它適用于切斷電流路徑中的所述電流，其方法為控制電開(kāi)關(guān)器件(1)，所述電開(kāi)關(guān)器件(1)包括并聯(lián)在所述電流路徑中的兩個(gè)分支，其中第一分支包括第一接觸部件，它具有兩個(gè)可互相相對(duì)移動(dòng)以斷開(kāi)和閉合的觸點(diǎn)(5、7、8)，而第二分支包括能夠在至少一個(gè)阻斷方向阻斷通過(guò)電流并在至少一個(gè)方向?qū)娏鞯臉?gòu)件(11、12)，其中具有兩個(gè)可互相相對(duì)移動(dòng)以斷開(kāi)和閉合的觸點(diǎn)的第二接觸部件與所述構(gòu)件串聯(lián)，以及其中所述開(kāi)關(guān)器件還包括單元(20)，適用于根據(jù)所述電流檢測(cè)來(lái)控制所述電流路徑中電流的切斷，其方法是在所述構(gòu)件處于或進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制所述第一接觸部件斷開(kāi)，從而向所述構(gòu)件轉(zhuǎn)移電流，然后在所述交流電過(guò)零點(diǎn)后，當(dāng)所述構(gòu)件(11、12)處于阻斷流經(jīng)電流的狀態(tài)時(shí)，控制所述第二接觸部件斷開(kāi)，從而在所述半波后立即切斷流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流，并使所述切斷永久化。
21.如權(quán)利要求12-19中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于它適用于切斷所述電流路徑(2)中的所述電流，其方法為控制這樣一種電開(kāi)關(guān)器件所述電開(kāi)關(guān)器件包括至少兩個(gè)配置在流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流路徑中的接觸部件；以及半導(dǎo)體器件，它能夠在至少第一阻斷方向阻斷流經(jīng)電流；以及單元，適用于控制流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流路徑中電流的切斷，方法是當(dāng)所述半導(dǎo)體器件處于或進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制所述第一接觸部件斷開(kāi)來(lái)將流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流轉(zhuǎn)移到所述半導(dǎo)體器件，然后當(dāng)所述半導(dǎo)體器件處于阻斷流經(jīng)電流的狀態(tài)時(shí)，控制所述第二部件斷開(kāi)，以使切斷流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流成為永久，所述開(kāi)關(guān)器件的接觸部件(28、31)的總數(shù)至少有四個(gè)，其中兩個(gè)串聯(lián)于兩個(gè)分支(26、27)中的每個(gè)分支中，這兩個(gè)分支在所述電流路徑中并聯(lián)；所述半導(dǎo)體器件(32)適用于將各分支的兩個(gè)接觸部件之間的中間點(diǎn)(33、34)互連，所述開(kāi)關(guān)器件至少包括一個(gè)部件(15)，適用于檢測(cè)流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的電流方向；控制單元(20)，適用于控制切斷所述電流路徑中的電流，其方法是當(dāng)所述半導(dǎo)體器件處于或進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，控制相對(duì)于所述電流方向位于所述中間點(diǎn)之前的第一分支的第一個(gè)接觸部件斷開(kāi)，并控制相對(duì)于電流方向位于所述中間點(diǎn)之后的所述第二分支的第二個(gè)接觸部件斷開(kāi)，從而將所述電流轉(zhuǎn)移到流經(jīng)所述半導(dǎo)體器件的臨時(shí)電流路徑，然后當(dāng)所述半導(dǎo)體器件處于阻斷流經(jīng)電流的狀態(tài)時(shí)，通過(guò)斷開(kāi)配置在流經(jīng)所述半導(dǎo)體器件的所述臨時(shí)電流路徑中的所述開(kāi)關(guān)器件的至少一個(gè)接觸部件，從而使流經(jīng)所述開(kāi)關(guān)器件的所述電流路徑中的所述電流的切斷成為永久，以及所述控制單元適用于根據(jù)來(lái)自電流檢測(cè)部件的信息選擇哪個(gè)分支是第一分支，并根據(jù)所述電流檢測(cè)結(jié)果來(lái)控制所述電流路徑中所述電流的切斷，從而使它完成于終止所述半波的所述交流電過(guò)零點(diǎn)處。
22.如權(quán)利要求12-21中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其中所述交流電是多相交流電，并且在所述每相電流路徑中配置一個(gè)可單獨(dú)控制的電開(kāi)關(guān)器件(1)，其特征在于它包括部件(26)，適用于根據(jù)所述故障發(fā)生后檢測(cè)到的所述交流電的值，分別確定所述交流電各相中切斷各相電流路徑中的電流的時(shí)間，從而單獨(dú)地、獨(dú)立地?cái)嚅_(kāi)各個(gè)單獨(dú)的開(kāi)關(guān)器件，進(jìn)而切斷所述相電流。
23.如權(quán)利要求12-22中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于它包括電控驅(qū)動(dòng)部件(13)，適用于執(zhí)行所述電開(kāi)關(guān)器件的斷開(kāi)。
24.如權(quán)利要求23所述的設(shè)備，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)部件(13)是電磁機(jī)。
25.如權(quán)利要求24所述的設(shè)備，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)部件(13)是電動(dòng)機(jī)。
26.如權(quán)利要求23-25中任何一項(xiàng)所述的設(shè)備，其特征在于它包括電子單元形式的控制單元(20)，適用于控制所述驅(qū)動(dòng)部件(13)。
27.如權(quán)利要求12-26中任何一項(xiàng)所述的用于控制電流路徑中的電開(kāi)關(guān)器件的設(shè)備在工業(yè)或配電或傳輸網(wǎng)中電力供應(yīng)的開(kāi)關(guān)設(shè)備中的應(yīng)用。
28.如權(quán)利要求12-26中任何一項(xiàng)所述的用于控制電流路徑中的電開(kāi)關(guān)器件的設(shè)備的應(yīng)用，其中所述電流路徑適于1-52kV之間的電壓。
29.如權(quán)利要求12-26中任何一項(xiàng)所述的用于控制電開(kāi)關(guān)器件的設(shè)備的應(yīng)用，其中所述電開(kāi)關(guān)器件適于承受1kA、最好為至少2kA的工作電流。
30.一種用于控制配置在電流路徑(2)中的交流電電開(kāi)關(guān)器件(1)的裝置，在所述電流路徑中出現(xiàn)故障電流之后，用于斷開(kāi)所述電開(kāi)關(guān)器件(1)以切斷所述電流路徑中的所述電流，所述裝置包括程序模塊，所述程序模塊包括至少一個(gè)處理器，適用于執(zhí)行程序指令以檢測(cè)所述電流路徑中的所述電流并控制所述電開(kāi)關(guān)器件在峰值電流低于預(yù)定電流限制值的所述交流電的一個(gè)半波之后立即切斷所述電流路徑中的所述電流，從而在終止所述半波的所述交流電過(guò)零點(diǎn)處完成所述切斷。
31.一種計(jì)算機(jī)程序，用于控制配置在電流路徑(2)中的交流電電開(kāi)關(guān)器件(1)，在所述電流路徑中出現(xiàn)故障電流之后，用于斷開(kāi)此器件以切斷所述電流路徑中的所述電流，所述計(jì)算機(jī)程序包括指令，用于影響處理器以檢測(cè)所述電流路徑中的所述電流并控制所述電開(kāi)關(guān)器件在峰值電流低于預(yù)定電流限制值的所述交流電的一個(gè)半波之后立即切斷所述電流路徑中的所述電流，從而在終止所述半波的所述交流電過(guò)零點(diǎn)處完成所述切斷。
32.如權(quán)利要求31所述的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于它至少部分是從諸如因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)提供的。
33.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，可以直接裝入數(shù)字計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器中并包括軟件代碼部分，用于在所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)，執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-11中任何一項(xiàng)所述的步驟。
全文摘要
一種用于控制配置在電流路徑中的交流電電開(kāi)關(guān)器件(1)的設(shè)備，用來(lái)在出現(xiàn)故障電流后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)器件并切斷電流路徑中的電流，所述設(shè)備包括部件(15)，適用于檢測(cè)電流路徑中的電流；以及單元(20)，適用于控制電開(kāi)關(guān)器件，以在峰值電流低于預(yù)定電流限制值的交流電半波之后立即控制電開(kāi)關(guān)器件切斷電流路徑中的電流，從而在終止所述半波的交流電過(guò)零點(diǎn)處完成切斷。
文檔編號(hào)H01H9/56GK1446365SQ01813808
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2001年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月7日
發(fā)明者P·拉松, M·巴克曼, L·榮松 申請(qǐng)人:Abb股份有限公司