[發明專利]用于中斷電流的設備

有效

• 申請號: 201210020562.3
• 申請日: 2012-01-13
• 公開（公告）號: CN102623256A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: T·阿索肯;T·F·小帕帕洛;G·加尼雷迪
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: H01H71/00
• 分類號: H01H71/00;H01H9/54
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張金金;朱海煜

技術領域

本文提出的實施例大體上涉及電氣開關，并且更具體地涉及用于電氣開關的電流中斷器。

背景技術

直流(DC)配電的使用已經在過去十年期間擴大，其牽涉例如數據中心、太陽能發電場、航空和鐵路等應用空間。然而，目前缺乏適合的DC電路保護技術，其包括DC斷路器。當前的DC斷路器通常基于固態開關、磁開關和/或已降低額定值的交流(AC)斷路器。這些裝置中的全部往往是相對笨重并且昂貴的，以及擁有有限的短路能力和差的接觸可靠性。

發明內容

在一個方面，提供例如電氣系統等設備。該電氣系統可以包括一對導體，跨該對導體偶發地維持電弧，該電弧包括來自負載電路的負載電流。該電氣系統還可以包括與該負載電路分開并且配置成選擇性地對電極組件充電(例如，選擇性地提供高壓脈沖給電極組件)的能量源。導體和電極組件可以配置使得電弧(當存在時)將由于電極組件上的電荷而伸長。例如，該電氣系統可以包括操作地耦合于該能量源的指示裝置，其中能量源配置成響應于從該指示裝置接收電弧被建立的指示而對該電極組件充電。

在一些實施例中，電極組件可以包括一對設置在限定在導體之間的間隙的對立側上的電極。在一些實施例中，電極組件可以包括沿著在導體之間限定的軸線而居中并且橫向偏離該軸線的電極。

導體可配置成移至互相接觸以及移離至互相失去接觸，以便分別閉合或斷開負載電路的至少一部分。在一些實施例中，電氣系統可以包括一對觸頭，其配置成移至互相接觸以及移離至互相失去接觸以便分別閉合或斷開負載電路的至少一部分。這些導體的每個可以電連接到觸頭中的相應一個，并且導體可以配置成在這些觸頭之間建立電弧之后在導體之間接收來自觸頭的電弧。電弧轉移裝置，例如包括燒蝕等離子體槍的電弧轉移裝置，可以配置成驅使電弧從觸頭到導體。

在另一個方面，提供例如電氣系統等設備。該電氣系統可以包括一對導體，跨該對導體偶發地維持電弧。能量源可配置成選擇性地對電極組件充電以便在電弧附近建立時間上是恒定的電場。導體和電極組件可以配置使得電弧(當存在時)將由于該電場而伸長或收縮。例如，該電氣系統可以包括操作地耦合于該能量源的指示裝置，該指示裝置提供即將建立電弧的指示。該能量源可以配置成響應于接收該指示而對電極組件充電。

附圖說明

下列詳細說明應該參照附圖閱讀，其中在所有圖中相似的符號代表相似的部件，其中：

圖1是根據示例實施例配置的電氣系統的示意圖；

圖2-5是圖1的電氣系統的示意圖，其說明該系統的示例操作；

圖6是圖1的電極組件的示例實施例的放大示意圖；

圖7是圖1的電極組件的另一個示例實施例的放大示意圖；

圖8是圖1的電極組件的再另一個示例實施例的放大示意圖；

圖9是作為時間的函數的充電和未充電電極組件的電弧電流的示意標繪圖；以及

圖10是根據另一個示例實施例配置的電氣系統的示意圖。

具體實施方式

示例實施例在下文參照附圖(其中所有圖中相同的標號指示相同的部件)詳細描述。這些實施例中的一些可解決上文的以及其他需求。

參照圖1，其中示出電氣系統100。該系統100可以包括跨接電氣負載104連接的能量源，例如電壓源102。該負載104可與開關106(例如，機電開關)串聯連接，該開關106具有一對配置成移至互相接觸以及移離至互相失去接觸的觸頭108。該系統100可以進一步包括一對導體110。每個導體110可以電連接到開關106的相應的側(例如，連接到相應的觸頭108)，并且可以被設置以便在其之間形成間隙112。電壓源102、負載104、開關106和導體可以一起被認為是負載電路114。

參照圖1-3，一般，開關106可以用于控制負載電路114的操作。具體地，當開關106斷開以及閉合(即，相應地，當這些觸頭108移離至失去接觸以及移至接觸)時，并且假設沒有任何東西橋接導體110之間的間隙112，負載電路114對應地斷開和閉合(在一些情況下，負載電路可包括若干支路，僅這些支路中的一些由開關控制)。為了能夠選擇斷開和閉合開關106，系統100可包括開關控制器116，其例如監測負載電路114中的狀況并且當檢測到負載電路中的故障時選擇性地斷開開關106。在一個實施例中，該開關控制器116可包括電流監測器118，其提供負載電路114中的電流指示。該開關控制器116可從該電流指示確定開關106應該斷開并且可發送信號至開關的柵極120來發起開關斷開。