[发明专利]用于电线路的保护设备、保护装置及保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于电线路的保护设备、保护装置及保护方法，其中，通过与一个半导体开关形成功能连接的第一及第二求值部件，借助可确定的释放条件给出或实现所需的保护功能。

其中所述求值部件具有对过电流的保护功能，而半导体开关用作保护开关。对于保护开关在这里应理解为一个开关或开关装置，它根据开关信号来改变开关状态。该开关在开通或关断一个线路、一个驱动装置、一个用电器或一个设备的部分时，尤其在短路的情况下，具有足够大的开关能力。

背景技术

求值部件的基本保护功能是阻止过电流、尤其是短路电流，这例如是通过在短路时引起保护开关的关断过程的保护继电器实现的。该保护功能有时也可借助过电流识别电路来实现。另一方面使用一种所谓的分路保护技术，该技术在设定算法的支持下对一个设定的保护范围设置阻抗测量。该算法类似于远距离保护技术的算法。远距离保护技术基本上使用在中压和/或高压技术中。

保护开关的不同实施方案已由授课教授Günter Springer博士的电子技术专业教科书，Europa-Lehrmittel出版社，Europa-Nr.30138(欧洲书号)公知。此外公知了上述远距离保护技术，在工程博士Hans-Joachim Herrmann所著数字保护技术专业教科书，VDE出版有限公司，ISBN 3-8007-1850-2中，对其进行了描述。

在远距离保护技术中，根据以上引用的现有技术，过电流保护机构及远距离保护单元通过一个逻辑“与”连接彼此相连接。其中关断信号仅在满足“与”条件时才会出现。

如将半导体开关用于保护开关的功能，则在短路的情况下存在很快关断的必要性，因为与机械保护开关相比它具有很小的能量吸收能力。在硅半导体开关的情况下必须在几个μs内关断，以使最大负载根据所属的、允许的雪崩能量或SCSOA(短路安全工作区域)不会被超过。

由于要求非常快速的响应，对保护开关起作用的求值部件、尤其是对过电流保护的机构及远距离保护机构的求值部件可能导致保护开关的误释放。这可能由于不能提供足够长的求值时间来精确地确定实际工作状态而引起。误释放可以例如通过脉冲形式的干扰、尤其是通过冲击电流或通过接通电流冲击引起。

以上的缺点是，在所有情况下误释放将导致关断，由此而不能保证持续地供电。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种与半导体开关相连接的保护设备，利用这种设备即便可能出现干扰影响也能连续地供电。此外，还提供了一种与此相关的保护装置和保护方法。

本发明要解决的技术问题是通过一种用于电线路的保护设备实现的，其具有第一及第二求值部件，

-其中，所述第一求值部件与设在电线路中的半导体开关形成功能连接，且当满足第一释放条件时，向半导体开关输出一个关断信号，由此在半导体开关中产生一个关断过程，以及

-其中，所述第二求值部件在未满足第二释放条件时中断该关断过程。

借助该保护设备可以实现：对于待保护线路的操作要求以及与此相关的持续供电可以基于其求值及释放特性得到满足。其中包括在短路时作出快速响应、在最大程度上避免误释放以及对所出现的干扰极快地进行验证。

通过本发明中断的关断过程本身就可在具有干扰的工作条件下避免线路、操作部件或设备的一部分的不必要的关断，并由此实现持续供电。其中，已经开始的关断过程被中断，并在某种程度上重新建立电连接。该方法在传统的机械保护开关上是不可能实现的。只有通过利用半导体开关还存在的部分导电性的知识才能实现本发明的步骤。

对于电线路保护装置的技术问题，本发明是通过一种用于电线路的保护装置解决的，

-其具有第一及第二求值部件和一个半导体开关，该半导体开关设在电线路中且与第一求值部件形成功能连接，以及当满足第一释放条件时，向半导体开关输出一个关断信号，由此在半导体开关中产生一个关断过程，以及

-其中，第二求值部件在未满足第二释放条件时中断该关断过程。

本发明尤其适用于电线路及电源以及后联的操作部件、用电器或设备的部分。

两个求值部件及半导体开关被有利地设计成适用于低压，中压或高压范围的电网。这可使本发明应用于各种各样的应用领域，由此可节省投资并同时选择使用一种标准化的保护装置。

按照本发明，第二求值部件包括用于电流或电压的采样及保持部件、一个计算单元、一个比较单元及一个时间流程控制单元。以此方式可以在使用实践证明有效的元件的情况下得出特别可靠及保险的求值。