[发明专利]用于安全切换光伏机组的设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于安全切换光伏机组(PV机组)的设备，该设备具有分离开关，该分离开关具有用于联接到一定数量的彼此互联的光伏模块(PV模块)上的输入接口和用于联接逆变器的输出接口。

背景技术

由DE 10 2011 008 140 A1公知了用于在直流侧出现电弧的情况下安全切换光伏机组的方法和设备。公知的设备包括逆变器，电弧传感器在直流侧接在该逆变器之前，该电弧传感器与用于功率控制的控制装置连接。在传感器检测到电弧的情况下，借助控制装置进行对功率控制的调节，其中，在归类为串联电弧的情况下，控制装置借助串联在转换器之前的分离开关导致转换器的直流侧的分离，并且在归类为并联电弧的情况下，控制装置借助与转换器并联的短路开关导致转换器的直流侧的短路。

由DE 10 2009 022 508 A1公知了一种用于光伏机组的开关设备，在该开关设备中，在引向两个接口的馈线中设置用于打开接触件位的开关机构以及旁路，该旁路布置在两个接口之间且在开关机构之前并且本身具有用于闭合接触件位的开关机构。这些开关机构以如下方式彼此联接，即，使得在操纵开关设备时首先打开在两个馈线中的开关机构的接触件位并且随后以具有时间延时的方式闭合旁路中的开关机构的接触件位。公知的开关设备尤其在使用消防设施的情况下用于将光伏机组切断电流和电压，以便在使用灭火器的情况下防止由于电击或电弧造成的损伤。

由EP 2 315 328 A2公知的是：在光伏机组的一定数量的具有串联的光伏模块的串路(strings)的每个中，不仅在正电流路径中而且也在负电流路径中都设置有保护装置，该保护装置具有过流保护器(over current protector过流保护器)、电弧保护器(arc fault protector电弧故障保护器)、逆流保护器(reverse current protector逆流保护器)和/或接地保护器(ground fault protector接地故障保护器)。

由WO 2005/098458A1公知了一种用于检测尤其是突然的电流变化的电流传感器，该电流传感器具有铁磁的联接元件、以一定数量的次级线匝环绕该联接元件的传感器绕组以及引导电流的激励绕组。公知的电流传感器用于检测由电弧导致的电流变化。

为了评估由电弧导致的快速电流变化，由DE 10 2007 013 712 A1公知在又使用由传感器绕组和以其环绕共同的联接元件缠绕的激励绕组构成的电流传感器的情况下产生具有依赖于传感器的频率带宽的对于时间进行微分的传感器信号。将由该传感器信号产生的评估信号与阈值进行比较，其中，产生归一化的信号，其脉冲持续时间延长到预给定的时间值。

由DE 20 2009 004 198 U1公知了一种用于切断光伏发生器与逆变器之间的直流电流的分离设备，其中，分离设备具有引导电流的机械式开关和与其并联的半导体电子器件。在由电弧导致机械式开关打开的情况下，通过开关产生的电弧电压使半导体电子器件导电，该半导体电子器件在机械式开关闭合时是阻断电流的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种特别适用于安全切换光伏机组的设备。

根据本发明，该任务通过权利要求1的特征来解决。有利的设计方案和改进方案是从属权利要求的主题。

根据本发明的设备包括分离开关，该分离开关具有用于联接到光伏机组的一定数量的彼此互联的光伏模块上的输入接口和用于联接尤其是逆变器的输出接口。分离开关实施为开关模块，并且包括具有在壳体内部用于分离在其中一个输入接口与其中一个输出接口之间的电流路径的至少一个开关接触件的模块壳体。此外，还设置有模块化的电流传感器，该电流传感器设置成用于装配在分离开关的模块壳体上。电流传感器不仅可以布置在正电流路径中而且也可以布置在负电流路径中。

电流传感器优选设置并设立成用于无接触式地或电流分离地检测到流过电流路径的电流。特别优选的是，电流传感器是所谓的直接成像的电流传感器，其具有环状芯和测量绕组或霍尔传感器。电流传感器的主要元件是环状芯。该环状芯可以根据罗氏线圈(Rogpwski-Spule)的类型来实施，尤其是用以检测电流变化(di/dt)，或者实施为铁磁的环状芯或实施为具有用于霍尔传感器的气隙的切开的环状芯。霍尔传感器或环绕环状芯或环状芯的一部分的测量绕组用于截取感应出的电流或例如在分离开关的相应的电流路径中由电弧导致的快速电流变化。