[發明專利]電流斷路裝置以及電流斷路方法

有效

• 申請號: 202080065176.9
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN114430877B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 稲田優貴;山納康;前山光明;全俊豪;大西亙
• 申請（專利權）人: 國立大學法人埼玉大學;國立大學法人東京工業大學;國立大學法人東京大學
• 主分類號: H02H3/08
• 分類號: H02H3/08;H01H85/46;H01H33/59;H01H9/54
• 代理公司: 北京博思佳知識產權代理有限公司 11415
• 代理人: 艾佳

一種電流斷路裝置，具備：限流元件，其被設置于從預定的電源向負載裝置的電力供給路，并且，當在該電力供給路中流動的電流超過第一電流閾值時，發揮出限流作用；轉流路開關，其能夠對與電力供給路并聯地被連接的轉流路中的導電的接通/斷開進行切換；控制裝置，其對轉流路開關的接通/斷開進行控制，其特征在于，控制裝置被構成為，當檢測出向限流元件流動的電流在超過了第一電流閾值之后被限流為第二電流閾值為止的情況時，將轉流路開關從斷開切換為接通，當在將轉流路開關設為接通之后經過了預定的開關接通維持時間時，將轉流路開關再次切換為斷開。

技術領域

本發明涉及電流斷路裝置以及電流斷路方法。

背景技術

目前，在配送電用的電力系統等的電子設備中，已知有一種以保護電子設備以免受到因雷擊等事故的現象而產生的過大的異常電流的方式而對電力系統內的電路進行斷路的斷路器(開閉器)。作為這種現有的斷路器，可列舉出磁斷路器(電弧室)、真空斷路器、以及氣體斷路器等。

此外，在上述現有的斷路器中，在內部的電路開極時產生電弧放電。此處，在電力系統內的電流成為0的定時(電流零點)，向電弧的電力供給暫時性地成為0。因此，在較多的情況下，電弧的滅弧點(斷路點)和電流零點一致。因此，在上述現有的斷路器中，需要被動地等待電流零點，或者，執行使電力系統內的電流接近0的積極的操作(由反向電流的注入以及電弧滅弧等實施的限流操作)。

然而，在等待電流零點而實施斷路的情況下，有時需要一定以上的時間直至該斷路的定時為止，存在電力系統內的電子設備被暴露于過大的異常電流而受到損傷的可能性。

另外，在異常電流的產生時經由限流操作而實施斷路的情況下，除了斷路功能之外，還需要另行設置用于該限流操作的反向電流注入電路等。因此，斷路裝置整體處于大型化的情況。

另一方面，也已知有一種在電力系統中使用限流熔斷器而實施限流以及斷路的斷路裝置。例如，在日本專利特開JP2008/59967A中，提出了一種具備限流熔斷器的斷路裝置。在該日本專利特開JP2008/59967A中的斷路裝置中，通過電路斷路器對當異常電路產生時作為正常送電路徑而起作用的電路進行斷路，并將該異常電流轉流為限流熔斷器。此外，通過在限流熔斷器中對電弧放電進行滅弧，從而實施限流直至異常電流成為0的實質的斷路完成為止。

另外，在日本專利特許JP6456575B中，提出了一種使用熔斷器而對大電流進行斷路的直流斷路器。在該直流斷路器中，具有相互被并聯地配置的熔斷器斷路器和高速斷路器，當檢測出事故電流時，高速斷路器開極而使大電流轉流為熔斷器并實施斷路。

在日本專利特開JP2008/59967A以及日本專利特許JP6456575B中的斷路裝置均與上述的電弧室、真空斷路器、以及氣體斷路器相比結構簡單，也能夠實現裝置整體的小型化。

發明內容

然而，在限流熔斷器的限流能力中存在極限。因此，雖然在使用限流熔斷器而執行斷路的情況下，能夠根據異常電流的大小等而實施某一程度的限流，但是，設想了在直至異常電流成為0為止被限流之前達到限流作用的極限點(斷路容量的上限)的狀況。在該情況下，無法將電力系統內的異常電流設為0，或者直至成為0為止花了較長的時間。

對此，在上述專利文獻1的斷路裝置中，采用了將限流用電阻與限流熔斷器并聯地配置、并通過該限流用電阻而對限流熔斷器的限流性能進行補償的電路結構。然而，除了設置限流熔斷器之外，還需要設置限流用電阻，因此，擔心零件個數的增加以及因其而引起的裝置結構的復雜化、制造成本的增大。特別地，根據斷路裝置所要適用的電力系統的種類、異常電流的大小等，進一步提高了針對限流用端子所要求的限流性能的要求，從而可能會引起進一步的裝置的大型化以及制造成本的增大。

另外，即便在限流熔斷器的限流能力的范圍內進行限流直至異常電流成為0為止、而達到了斷路的情況下，該限流也花費比較長的時間，可能無法迅速地完成限流以及斷路。