本發(fā)明涉及用于在直流電流源與電裝置或負(fù)載之間中斷直流電流的分離設(shè)備。直流電流(DC)在此理解為在300V_DC至1500V_DC之間的直流電壓范圍下的在4A_DC與250A_DC之間的額定電流范圍。

背景技術(shù)：

因?yàn)槔绻夥鼨C(jī)組的這種直流電壓源取決于系統(tǒng)地一方面持續(xù)提供在180V(DC)至1500V(DC)之間的范圍內(nèi)的運(yùn)行電壓和運(yùn)行電流，并且另一方面，例如為了安裝、裝配或維護(hù)目的以及為了常規(guī)的人員保護(hù)，期望電部件、電裝置和/或負(fù)載與直流電流源的可靠的分離，所以相應(yīng)的分離設(shè)備必須能夠在負(fù)載的情況下，也就是說(shuō)在沒(méi)有事先關(guān)斷直流電流源的情況下執(zhí)行中斷。

為了分離負(fù)載可以使用帶有如下優(yōu)點(diǎn)的機(jī)械開(kāi)關(guān)(開(kāi)關(guān)接觸部)，即，在實(shí)現(xiàn)接觸斷開(kāi)的情況下建立了在電裝置(逆變器)與直流電流源(光伏機(jī)組)的電氣分離。然而缺點(diǎn)在于，這種機(jī)械的開(kāi)關(guān)接觸部由于在接觸斷開(kāi)時(shí)形成的電弧而非?？斓赜脡?，或者需要附加的費(fèi)用來(lái)封閉和冷卻電弧，這通常通過(guò)相應(yīng)的帶有滅弧室的機(jī)械開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。

與此相對(duì)地，如果為了分離負(fù)載而使用高功率的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，那么在正常運(yùn)行時(shí)也在半導(dǎo)體上出現(xiàn)不可避免的功率損耗。此外，利用這種功率半導(dǎo)體并不確保電氣分離并且進(jìn)而并不確?？煽康娜藛T保護(hù)。

由WO 2010/108565 A1公知了帶有機(jī)械開(kāi)關(guān)的分離設(shè)備，機(jī)械開(kāi)關(guān)在分離設(shè)備的未觸發(fā)的狀態(tài)下引導(dǎo)電流。機(jī)械開(kāi)關(guān)和半導(dǎo)體電子器件并聯(lián)，半導(dǎo)體電子器件與機(jī)械開(kāi)關(guān)以如下方式互連，即，在為了通過(guò)分離設(shè)備中斷電流流動(dòng)而斷開(kāi)機(jī)械開(kāi)關(guān)的情況下，由于在機(jī)械開(kāi)關(guān)的區(qū)域中構(gòu)造出的電弧，使半導(dǎo)體電子器件以傳導(dǎo)電流的方式接通。

為此，半導(dǎo)體電子器件具有能量存儲(chǔ)器，能量存儲(chǔ)器由于電弧而在電弧的持續(xù)時(shí)間內(nèi)充電，并且半導(dǎo)體電子器件借助能量存儲(chǔ)器運(yùn)行。由于半導(dǎo)體電路在出現(xiàn)電弧的情況下的電流傳導(dǎo)能力，電弧與相對(duì)較低電阻的電流路徑并聯(lián)，這導(dǎo)致電弧的比較早地熄滅，并且因此促成分離設(shè)備或中斷單元的比較小的負(fù)載。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的任務(wù)是說(shuō)明一種特別適用的用于在直流電流源與電氣裝置或負(fù)載之間中斷直流電流的分離設(shè)備。

該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明通過(guò)權(quán)利要求1的特征解決。為此，下面也被稱為混合保護(hù)開(kāi)關(guān)(hybrid circuit breaker，混合式斷路器)的分離設(shè)備包括具有至少一個(gè)引導(dǎo)電流的帶有磁性觸發(fā)器的保護(hù)開(kāi)關(guān)的保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)并且包括與保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的至少一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)并聯(lián)的半導(dǎo)體電子器件，半導(dǎo)體電子器件主要包括至少一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)，優(yōu)選IGBT(絕緣柵雙極型晶體管)。帶有磁性觸發(fā)器的保護(hù)開(kāi)關(guān)理解為一種帶有純磁性的，熱磁性的或液壓機(jī)械的觸發(fā)機(jī)構(gòu)的保護(hù)開(kāi)關(guān)并且進(jìn)而通常理解為磁性的、熱磁性的或液壓機(jī)械的保護(hù)開(kāi)關(guān)。

此外，半導(dǎo)體電子器件被設(shè)置和設(shè)立用于在保護(hù)開(kāi)關(guān)引導(dǎo)電流的情況下阻斷電流，并且在由于過(guò)電流和/或開(kāi)關(guān)信號(hào)而觸發(fā)保護(hù)開(kāi)關(guān)的情況下至少暫時(shí)傳導(dǎo)電流，為此，在保護(hù)開(kāi)關(guān)觸發(fā)的情況下，使得電流，也就是說(shuō)由于電弧產(chǎn)生的電弧電流從保護(hù)開(kāi)關(guān)換向到半導(dǎo)體電子器件上。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的分離開(kāi)關(guān)的半導(dǎo)體電子器件不具有附加的能量源，并且因此在機(jī)械開(kāi)關(guān)閉合的情況下阻斷電流，也就是說(shuō)是高電阻的并且進(jìn)而實(shí)際上是無(wú)電流和無(wú)電壓的。因?yàn)樵诒Ｗo(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的一個(gè)或每個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)的機(jī)械的開(kāi)關(guān)接觸部閉合的情況下，沒(méi)有電流流過(guò)半導(dǎo)體電子器件，并且因此尤其是在這個(gè)或每個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)上沒(méi)有電壓下降，所以半導(dǎo)體電路在保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)接觸部閉合的情況下也不產(chǎn)生功率損耗。具體來(lái)說(shuō)，半導(dǎo)體電子器件從分離設(shè)備本身獲得對(duì)于其運(yùn)行來(lái)說(shuō)所需的能量。為此利用了在保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的一個(gè)或每個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)接觸部斷開(kāi)的情況下形成的電弧的能量。在此適宜的是，半導(dǎo)體電子器件或半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的控制輸入端與一個(gè)或每個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)互連，使得在保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的開(kāi)關(guān)接觸部斷開(kāi)的情況下，電弧電壓使與之并聯(lián)的半導(dǎo)體電子器件以傳導(dǎo)電流的方式，也就是說(shuō)低電阻地并且因此以引導(dǎo)電流的方式接通。

一旦半導(dǎo)體電子器件已經(jīng)稍微以傳導(dǎo)電流的方式接通，那么使得電弧電流開(kāi)始從保護(hù)開(kāi)關(guān)或其開(kāi)關(guān)接觸部換向到半導(dǎo)體電子器件上。通過(guò)如下方式，即，在有利的設(shè)計(jì)方案中，分離設(shè)備的保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)具有至少兩個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)(這些保護(hù)開(kāi)關(guān)或它們的開(kāi)關(guān)接觸部是串聯(lián)的)，并且保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的至少一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)與半導(dǎo)體電子器件串聯(lián)，那么在觸發(fā)保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)情況下實(shí)現(xiàn)負(fù)載與直流電流源的電氣分離，并且因此通過(guò)斷開(kāi)混合保護(hù)開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)完全的電氣上的直流電流中斷。

根據(jù)分離設(shè)備的特別有利的改進(jìn)方案，該分離設(shè)備具有用于檢測(cè)電弧和/或用于識(shí)別電弧的模塊(arc fault module，電弧故障模塊)。該模塊與用于檢測(cè)流過(guò)一個(gè)或每個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)的電流的電流傳感器協(xié)作，也就是說(shuō)與電流傳感器電連接。模塊在電流的時(shí)間曲線和/或其斜率(dI/dt)方面評(píng)估檢測(cè)到的電流。如果識(shí)別出檢測(cè)到的電流的特定的特性(例如如果推斷出有電弧)，那么模塊將觸發(fā)信號(hào)傳送至一個(gè)或每個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)，用以觸發(fā)保護(hù)開(kāi)關(guān)。為此，模塊優(yōu)選與馬達(dá)式驅(qū)動(dòng)器或磁驅(qū)動(dòng)器連接，驅(qū)動(dòng)器本身與一個(gè)或每個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)或與它的/它們的用于分離保護(hù)開(kāi)關(guān)接觸部的開(kāi)關(guān)鎖聯(lián)接。

分離設(shè)備可以兩極地或四極地實(shí)施。在四極的分離設(shè)備中，保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的至少一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)，優(yōu)選由至少兩個(gè)帶有保護(hù)開(kāi)關(guān)分離接觸部的保護(hù)開(kāi)關(guān)構(gòu)成的串聯(lián)電路接到分離設(shè)備的主電流路徑(正電流路徑)中。附加或替選地，保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的至少一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)或保護(hù)開(kāi)關(guān)分離接觸部接到分離設(shè)備的回流路徑(負(fù)電流路徑)中。

附圖說(shuō)明

隨后，本發(fā)明的實(shí)施例借助附圖詳細(xì)闡述。其中：

圖1以框圖示出帶有保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的分離設(shè)備的四極的變型方案，保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)帶有由三個(gè)磁性的/磁性液壓的保護(hù)開(kāi)關(guān)構(gòu)成的串聯(lián)電路和與保護(hù)開(kāi)關(guān)或其開(kāi)關(guān)接觸部并聯(lián)的半導(dǎo)體電子器件；

圖2以根據(jù)圖1的框圖示出分離設(shè)備的兩極的變型方案；

圖3以框圖示出兩極的分離設(shè)備，其帶有電弧故障模塊和用于觸發(fā)保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器；并且

圖4示出分離設(shè)備的自身公知的半導(dǎo)體電子器件的電路圖。

彼此相應(yīng)的部件在兩幅圖中設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

圖1示意性地示出分離設(shè)備1，分離設(shè)備在實(shí)施例中接到用于產(chǎn)生直流電壓U_DC和直流電流I_N的直流電壓源2與負(fù)載3之間。分離設(shè)備1在代表正極的主電流路徑或正路徑4中包括形式為由兩個(gè)磁性的，尤其是液壓磁性的保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6構(gòu)成的串聯(lián)電路的保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)，保護(hù)開(kāi)關(guān)的與開(kāi)關(guān)鎖7聯(lián)接的開(kāi)關(guān)接觸部用C₁和C₂表示。另外的保護(hù)開(kāi)關(guān)8或開(kāi)關(guān)接觸部C₃接到分離設(shè)備1的反饋電流路徑或負(fù)路徑(回引線路)9中，并且同樣與開(kāi)關(guān)鎖7聯(lián)接。

其中一個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8，在此是保護(hù)開(kāi)關(guān)5或其開(kāi)關(guān)接觸部C₁與半導(dǎo)體電子器件10并聯(lián)。作為在300V_DC與1500V_DC之間的直流電壓U_DC的情況下用于4A_DC與250A_DC之間的DC額定電流(直流電流)I_N的分離設(shè)備1，保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8和半導(dǎo)體電子器件10形成自給自足的混合保護(hù)開(kāi)關(guān)。半導(dǎo)體電子器件10主要包括至少一個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a、10b，其與保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8的保護(hù)開(kāi)關(guān)5并聯(lián)。優(yōu)選作為IGBT使用的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10b的柵極形成半導(dǎo)體電路10的控制輸入端或控制接頭11。該控制輸入端或控制接頭11可以通過(guò)操控電路引導(dǎo)至主電流路徑4。

圖1示出四極的分離設(shè)備1或四極的混合保護(hù)開(kāi)關(guān)，其帶有供應(yīng)側(cè)的輸入端或輸入端接頭E₁和E₂以及負(fù)載側(cè)的輸出端或輸出端接頭A₁和A₂，而圖2中示出兩極的分離設(shè)備1或兩極的混合保護(hù)開(kāi)關(guān)。各個(gè)保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8或它們的開(kāi)關(guān)接觸部C₁、C₂、C₃分別可以具有開(kāi)關(guān)鎖7和磁性的或磁性液壓的觸發(fā)器12。然而適當(dāng)?shù)?，像示出的那樣，給保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8配屬共同的開(kāi)關(guān)鎖7和共同的觸發(fā)器(觸發(fā)設(shè)備)12。于是，另外的保護(hù)開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)接觸部C_n與主保護(hù)開(kāi)關(guān)的，在此是保護(hù)開(kāi)關(guān)5的開(kāi)關(guān)鎖7優(yōu)選機(jī)械聯(lián)接，以便促成保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8的至少幾乎同時(shí)的觸發(fā)和保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的所有保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8的開(kāi)關(guān)接觸部C_n的接觸分離。

分離設(shè)備1或混合保護(hù)開(kāi)關(guān)的圖3所示的實(shí)施方式又是兩極的，其中類似地，該實(shí)施方式也可以實(shí)施為四極的分離設(shè)備1。

在該實(shí)施方式中，給保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8或其開(kāi)關(guān)接觸部C_n配屬實(shí)施為馬達(dá)或電磁系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)器13。由用于探測(cè)電弧或識(shí)別過(guò)電流的下面被稱為電弧故障模塊的模塊14給該驅(qū)動(dòng)器輸送用于觸發(fā)保護(hù)開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)S_A。模塊14與電流傳感器15連接，電流傳感器檢測(cè)優(yōu)選在主電流路徑4中流過(guò)的電流I。檢測(cè)到的電流I借助模塊14評(píng)估。

在滿足特定的標(biāo)準(zhǔn)的情況下，例如在超過(guò)額定電流的105％至150％的電流界限(1.05I_N至1.5I_N)的情況下，并且/或者在一定的電流斜率(dI/dt)的情況下，借助模塊14產(chǎn)生控制或觸發(fā)信號(hào)S_A。其結(jié)果是，保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8實(shí)際上同時(shí)觸發(fā)。在打開(kāi)它們的開(kāi)關(guān)接觸部C_n期間形成的電弧引起相應(yīng)的電弧電壓和相應(yīng)的電弧電流，電弧電流使得之前阻斷電流的半導(dǎo)體電子器件10以傳導(dǎo)電流的方式接通，從而使得在主電流路徑4中流動(dòng)的電流換向到半導(dǎo)體電子器件10上，并且由該半導(dǎo)體電子器件承受該電流，直到電弧熄滅。

半導(dǎo)體電子器件10在非常短的時(shí)間段內(nèi)承受最大值為大約1000A的開(kāi)關(guān)電流，其中，換向取決于回路電感地在相應(yīng)的50μs至300μs的時(shí)間范圍內(nèi)。在更高的開(kāi)關(guān)電流的情況下，保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)的5、6、8單獨(dú)地執(zhí)行關(guān)斷和電流限制。

圖4示出可能的、優(yōu)選使用的半導(dǎo)體電子器件10的電路，半導(dǎo)體電子器件與作為分離設(shè)備1的自己自足的混合保護(hù)開(kāi)關(guān)的保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8的保護(hù)開(kāi)關(guān)5并聯(lián)?？勺R(shí)別的是，第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(IGBT)10a以級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的形式與形式為MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管)的第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10b串聯(lián)。帶有兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a、10b的級(jí)聯(lián)系統(tǒng)因此與圖1類似地形成與保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8的保護(hù)開(kāi)關(guān)5并聯(lián)且因此與主電流路徑4并聯(lián)的換向路徑16。第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a位于直流電源2與保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)之間并且在那里與主電流路徑4上的開(kāi)關(guān)接觸部C₁并聯(lián)地引導(dǎo)。在那里，電勢(shì)U₊始終大于對(duì)置的開(kāi)關(guān)側(cè)上的電勢(shì)U_-，在對(duì)置的開(kāi)關(guān)側(cè)上，第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(MOSFET)10b引導(dǎo)至主電流回路4。當(dāng)保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8的開(kāi)關(guān)接觸部C_n閉合時(shí)，正電勢(shì)U₊為0V。

第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(IGBT)10a布設(shè)有續(xù)流二極管D2。第一穩(wěn)壓二極管D3在陽(yáng)極側(cè)朝向電勢(shì)U_-并且在陰極側(cè)與第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(IGBT)10a的柵極(控制輸入端11)連接。另外的穩(wěn)壓二極管D4在陰極側(cè)又與第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(IGBT)10a的控制輸入端11連接，并且在陽(yáng)極側(cè)與第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)(IGBT)10a的發(fā)射極連接。二極管D1在陽(yáng)極側(cè)引導(dǎo)至在級(jí)聯(lián)系統(tǒng)的第一和第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a或10b之間的中間或級(jí)聯(lián)抽頭17上，該二極管D1在陰極側(cè)通過(guò)用作能量存儲(chǔ)器的電容器C朝向電勢(shì)U_-接通。通過(guò)在二極管D1與能量存儲(chǔ)器或電容器C之間的陽(yáng)極側(cè)的電壓抽頭18，布設(shè)有歐姆電阻R1和R2的晶體管T1通過(guò)另外的電阻R3和R4與第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10b的柵極連接，該柵極又引導(dǎo)至半導(dǎo)體電子器件10的控制輸入端12。帶有并聯(lián)的電阻R5的另外的穩(wěn)壓二極管D5在陰極側(cè)與第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10b的柵極連接，并且在陽(yáng)極側(cè)與第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10b的發(fā)射極連接。

晶體管T1在基極側(cè)通過(guò)晶體管T2操控，晶體管T2本身在基極側(cè)通過(guò)歐姆電阻R6與例如實(shí)施為單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的定時(shí)器19連接。晶體管T2在基極-發(fā)射極側(cè)還布設(shè)有另外的電阻R7。

在保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8的開(kāi)關(guān)接觸部C_n的打開(kāi)時(shí)間點(diǎn)之后的持續(xù)時(shí)間(電弧時(shí)間間隔)期間，基本上相應(yīng)于電弧電流的開(kāi)關(guān)電流I已經(jīng)開(kāi)始從主電流路徑4換向到半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)電子器件10的換向路徑16上。在電弧持續(xù)時(shí)間期間，電弧電流實(shí)際上在主電流路徑4(也就是通過(guò)保護(hù)開(kāi)關(guān)5、6、8)與換向路徑16(也就是半導(dǎo)體電子器件10)之間劃分。在此電弧時(shí)間間隔期間，能量存儲(chǔ)器C充電。持續(xù)時(shí)間在此以如下方式調(diào)整，即，一方面提供足夠的用于可靠地操控半導(dǎo)體電子器件10的能量，尤其是以便在接在代表電弧持續(xù)的持續(xù)時(shí)間之后的特定的時(shí)間段期間關(guān)斷半導(dǎo)體電子器件。另一方面，持續(xù)時(shí)間是足夠短的，從而避免保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8的開(kāi)關(guān)接觸部C_n的不期望的接觸部燒損或磨損。

隨著電弧開(kāi)始并且因此在形成電弧電壓時(shí)，至少以如下程度地通過(guò)電阻R導(dǎo)通第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a，即，為電容器C提供足夠的電弧電流或充電電流和足夠的充電電壓。為此，借助給第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a相應(yīng)布設(shè)電阻R和穩(wěn)壓二極管D3來(lái)實(shí)現(xiàn)電子器件10的調(diào)節(jié)回路，利用該調(diào)節(jié)回路，將級(jí)聯(lián)抽頭17上的電壓調(diào)整到例如U_Ab＝12V(DC)。在此，混合分離設(shè)備1的電弧電流進(jìn)而開(kāi)關(guān)電流I的一小部分流過(guò)正電勢(shì)U₊附近的第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a。

抽頭電壓用于供應(yīng)電子器件10的基本上通過(guò)晶體管T1和T2以及定時(shí)器19和能量存儲(chǔ)器C形成的操控電路。在陽(yáng)極側(cè)與級(jí)聯(lián)抽頭17連接且在陰極側(cè)與電容器C連接的二極管D1阻止了來(lái)自電容器C的并且通過(guò)換向路徑16朝向電勢(shì)U_-的方向的充電電流的回流。

如果在電容器C和進(jìn)而能量存儲(chǔ)器中包含足夠的能量，并且因此，在電壓抽頭18上存在足夠高的控制或開(kāi)關(guān)電壓，那么晶體管T1并且因此晶體管T2導(dǎo)通，從而兩個(gè)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a、10b也完全導(dǎo)通。由于現(xiàn)在被導(dǎo)通的半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10a、10b具有與主電流路徑4的由斷開(kāi)的保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8形成的分離段的非常高的電阻相比而明顯更小的電阻，電弧或開(kāi)關(guān)電流I有利地僅流過(guò)換向路徑16。當(dāng)開(kāi)關(guān)電流I換向到電子器件10上時(shí)，正電勢(shì)U₊因此重新朝0V變化。因此，保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8的接觸部C_n之間的電弧消失。

充電電容量和進(jìn)而在電容器C中包含的存儲(chǔ)能量以如下方式確定大小，即，使得半導(dǎo)體電子器件10在由定時(shí)器19預(yù)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)承載開(kāi)關(guān)電流I。該持續(xù)時(shí)間可以調(diào)整到例如3ms。確定持續(xù)時(shí)間的大小和進(jìn)而設(shè)定定時(shí)器19基本上取決于視應(yīng)用而定的或者典型的針對(duì)電弧的完全熄滅來(lái)說(shuō)的持續(xù)時(shí)間，以及取決于對(duì)在此形成的等離子體進(jìn)行的足夠的冷卻。在此，重要的要求是，在實(shí)現(xiàn)關(guān)斷帶有于是又是高電阻的換向路徑16的電子器件10并且因此是阻斷電流的半導(dǎo)體電子器件之后，在仍然被觸發(fā)著的保護(hù)開(kāi)關(guān)系統(tǒng)5、6、8上不能夠重新形成電弧。

在通過(guò)定時(shí)器19設(shè)定的持續(xù)時(shí)間結(jié)束后，開(kāi)關(guān)電流I實(shí)際上下降到零(I＝0A)，而同時(shí)，開(kāi)關(guān)電壓隨之例如上升到由直流電流源U_DC提供的運(yùn)行電壓。當(dāng)換向路徑16由于半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)10的阻斷而是高電阻的，并且因此電子器件10再次阻斷電流時(shí)，正電勢(shì)U₊因此朝向運(yùn)行電壓變化。

因?yàn)獒槍?duì)該時(shí)間點(diǎn)，在同時(shí)是高電阻的換向路徑16的情況下主電流路徑4在電氣上是斷開(kāi)的，所以已經(jīng)建立了在直流電流源U_DC與負(fù)載3之間的無(wú)電弧的直流電流中斷。因此，直流電流源與負(fù)載3之間的連接已經(jīng)可靠地分離。作為負(fù)載3或者代替該負(fù)載地也可以設(shè)置有電裝置，例如光伏機(jī)組的逆變器。

附圖標(biāo)記列表

1 分離設(shè)備/混合保護(hù)開(kāi)關(guān)

2 直流電流源

3 負(fù)載/裝置

4 主電流路徑/正路徑

5 保護(hù)開(kāi)關(guān)

6 保護(hù)開(kāi)關(guān)

7 開(kāi)關(guān)鎖

8 保護(hù)開(kāi)關(guān)

9 回流路徑/負(fù)路徑

10 半導(dǎo)體電子器件

10a 第一半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)

10b 第二半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)

11 控制輸入端

12 觸發(fā)器/觸發(fā)設(shè)備

13 驅(qū)動(dòng)器

14 電弧故障模塊

15 電流傳感器

16 換向路徑

17 級(jí)聯(lián)抽頭/中間抽頭

18 電壓抽頭

19 定時(shí)器

A_1、2 輸出端/輸出接頭

C_n 開(kāi)關(guān)接觸部

E_1、2 輸入端/輸入接頭

I 電流

I_N 額定電流

S_A 控制/觸發(fā)信號(hào)

U_DC 直流電壓