[发明专利]开关设备及其用途以及用于开关的方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于相对于交流电压馈电器接通和断开负载的设 备，所述设备具有在适于连接馈电器和负载的电流通路中的至少一 个机械开关，也涉及适于控制所述开关进行闭合和打开以用于执行 所述接通和断开的单元，也涉及根据所附独立方法权利要求书的前 序部分的用于开关的方法。

背景技术

这种设备可以用于相对于交流电压馈电器，特别是例如用于分 配或传输电力的电网的三相交流电压馈电器，接通和断开任何类型 的负载。然而，本发明针对这样的馈电器，其有至少一相以及不只 三相，尽管那可以是其最常见的使用。这样，负载可以是例如用于 无功功率补偿的电容器组，并且其通断依赖于这种网络中占主导的 条件，例如连接到它的工业消耗量，以降低损耗。下文将讨论用于 接通和断开包括一个或更多电容器的负载的这种类型设备的使用， 用于说明本发明，但是不以任何方式将本发明限制于该应用。

已知使用所谓真空接触器用于相对于用于无功功率补偿的三相 交流电压馈电器接通和断开电容器。然而，使用这种真空接触器进 行的通断既不是与所述馈电器或网络中的电流同步也不与其中的电 压同步，这可能在闭合所述两个主触点(接通)之间的电路通路时 导致涌流并且在打开(断开)时造成重击穿(re-strike)。这样，需 要与电容器或电容器组串联安装电抗器以限制电流瞬变，电流瞬变 可能对连接到网络的设备有害。

发明内容

本发明的目的是提供一种在引言中定义的类型的设备，其减少这 种已知开关设备的上述至少一种不便。

根据本发明的目标的实现是通过提供这样的设备，其包括在所 述电流通路中串联的两个第一所述机械开关，并且每个所述机械开 关有具有至少一个元件的旁路支线，所述元件有能力至少在截止方 向上截止通过其上的电流并且在至少一个方向上引导电流通过，并 且所述单元适于与所述电流通路中的电流同步而控制断开过程，通 过：当与所述第一开关之一并联的所述至少一个元件处于导通状态 用于通过其传送电流时打开上述所述第一开关之一，并且当上述所 述至少一个元件处于截止状态时打开与该元件串联的设备的另一个 机械开关，以及与所述馈电器中的电压同步而控制接通过程，通过： 当与所述第一开关之一并联的所述至少一个元件处于截止状态时闭 合设备的另一个机械开关，并且当与上述所述第一开关并联的所述 至少一个元件处于导通状态时闭合上述所述第一开关。

通过布置所述两个机械开关和所述旁路支线并且设计该单元以 所述同步方式控制断开和接通过程，实现若干优点。由于通过所述 元件进行接触并且当馈电器侧和负载侧的电压差改变方向符号 (sign)时它们开始导通，因此不需要涌流电抗器。在打开(断开) 时不会发生重击穿。在这种开关设备的生命周期中可能进行大量的 操作。

并且，在每次操作中所述元件在接通或断开期间仅在所述交流电 的不到半个周期期间是活动的，使得它们对于电流而言可以是低于 设定规格的(under-dimensioned)。这与开关设备仅设计用于开关负 载电流并且相应地没有短路电流的事实相结合，其中该短路电流可 以被单独的断路器处理，意味着所述元件的成本可以被保持在引人 关注的低水平。根据本发明的一种实施方式这些元件可以是二极管， 并且所述至少一个元件可以是串联和/或并联的一个或多个二极管。

这些优点的关键是当断开(打开)时所述开关的控制与馈电器中 的电流的同步以及当接通(闭合)时与馈电器的电压的同步。

通过WO 01/95354 A1和WO 01/95356 A1已知类似设计的设备， 但是在这些公开中描述的是在发生故障时用作断路器使得其二极管 必须能够承受短路电流的开关设备。这些已知的设备也必须能在发 生故障时迅速反应并且能够在两个方向上断开电流，这通过根据电 流方向使用一个或另一个二极管实现。这跟本发明是相反的，本发 明针对用于相对于馈电器断开也用于接通负载的设备，并且其中断 开可以仅由一个所述元件执行并且当希望时由另一个所述元件执 行，由于设备仅用于操作已知负载并且对时间并不敏感，因此这是 可能的。