[發明專利]混合式氣隙和固態斷路器及防止電路故障和過載的方法

有效

• 申請號: 201780014631.0
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN108885951B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發明（設計）人: R·肯尼迪;D·考羅西斯
• 申請（專利權）人: 原子動力公司
• 主分類號: H01H9/54
• 分類號: H01H9/54;H01H33/16;H01H89/00;H02H3/02;H02H3/44;H02H7/26
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 黃綸偉;李輝

1.一種混合式氣隙和固態斷路器，所述混合式氣隙和固態斷路器包括：

線路輸入端子與線路輸出端子；

固態裝置，所述固態裝置被配置在所述線路輸入端子與所述線路輸出端子之間；

氣隙斷連單元，所述氣隙斷連單元在所述線路輸入端子與所述線路輸出端子之間與所述固態裝置串聯，所述氣隙斷連單元包括具有一個或更多個電觸點的皮套、具有柱塞的螺線管、一個或更多個常為壓縮狀態的彈簧、可移動保持件，所述可移動保持件響應于所述螺線管的所述柱塞的移動而移動，并且在正常操作狀態下，當不存在短路或不可接受的過載時，所述可移動保持件用于固定所述皮套，使得所述皮套的所述一個或更多個電觸點保持在封閉所述線路輸入端子與所述線路輸出端子之間的氣隙的位置處；

控制電路，所述控制電路被配置為，當檢測到短路或不可接受的長持續時間過載時，關斷所述固態裝置，并且生成用于所述螺線管的電脈沖，所述電脈沖使所述螺線管的所述柱塞重新定位所述可移動保持件，使得所述可移動保持件不再保持所述皮套，并且所述一個或更多個常為壓縮狀態的彈簧能解除壓縮并且使所述皮套移位，使得所述皮套的所述一個或更多個電觸點不再封閉所述線路輸入端子與所述線路輸出端子之間的所述氣隙。

2.根據權利要求1所述的混合式氣隙和固態斷路器，其中，所述控制電路包括第一比較器和第二比較器，所述第一比較器和所述第二比較器被配置為確定負載電流的突然增大是由于接入的電阻負載還是由于即將發生的故障。

3.根據權利要求1所述的混合式氣隙和固態斷路器，其中，所述控制電路包括第一比較器和第二比較器，所述第一比較器和所述第二比較器被配置為區分接入的電阻負載與接入的電感負載。

4.根據權利要求1所述的混合式氣隙和固態斷路器，其中，所述控制電路包括：

微分器，所述微分器被配置為接收表示流過所述固態裝置的線路電流的電信號，并且根據該電信號生成表示所述線路電流的變化率的電信號；

第一比較器，所述第一比較器被配置為將表示所述線路電流的所述變化率的電信號與第一預定最大電流變化率di/dt_max,1進行比較；以及

第二比較器，所述第二比較器被配置為將表示所述線路電流的所述變化率的電信號與比所述第一預定最大電流變化率di/dt_max,1大的第二預定最大電流變化率di/dt_max,2進行比較，

其中，所述控制電路被配置為，當所述線路電流的所述變化率大于所述第二預定最大電流變化率di/dt_max,2時，在雷擊期間將所述固態裝置保持在接通狀態，但如果表示所述線路電流的電信號的幅值大于長時間跳閘閾值電流I_LT，則關斷所述固態裝置。

5.根據權利要求1所述的混合式氣隙和固態斷路器，其中，所述控制電路包括感測和驅動電路以及與所述感測和驅動電路分開的微控制器，其中，當檢測到短路或不可接受的長持續時間過載時，所述感測和驅動電路關斷所述固態裝置，所述微控制器被配置為生成所述電脈沖，所述電脈沖觸發所述螺線管，并且使所述氣隙斷連單元打開所述線路輸入端子與所述線路輸出端子之間的氣隙。

6.根據權利要求1所述的混合式氣隙和固態斷路器，其中，所述控制電路包括微控制器，所述微控制器被配置為，控制所述固態裝置的占空比并且促進感應電動機負載的軟啟動。

7.根據權利要求6所述的混合式氣隙和固態斷路器，其中，所述微控制器進一步被配置為，控制所述固態裝置的切換并且抑制在所述軟啟動期間發生電壓瞬變。

8.根據權利要求1所述的混合式氣隙和固態斷路器，其中，所述控制電路包括微控制器，所述微控制器被配置為，在涌入事件期間允許流過涌入電流，但是如果所述固態裝置在所述涌入事件期間開始在安全工作區外進行操作，則關斷所述固態裝置。