[发明专利]开关装置以及用于运行开关装置的断开方法

说明书

本发明涉及一种开关装置(1,1a)，该开关装置包括第一常规开关位置(2,2a)和第二开关位置(3，3a)，其在与非常规开关位置(4,4a)连接的情况下被电串联。

技术领域

本发明涉及一种开关装置，其具有第一常规开关位置、第二常规开关位置以及非常规开关位置。

背景技术

这种开关装置例如从文献DE 10 2011 005 905A1中已知。在那里描述了一种开关装置，其具有气体绝缘的断路器和真空断路器作为常规的开关位置。与真空断路器电并联有用于产生反向电流的装置，其具有晶闸管。用于产生反向电流的装置按照非常规的开关位置构造。

已知的开关装置尤其适于开关直流电流。为了断开直流电流，借助用于产生反向电流的装置将反向电流施加到待中断的直流电流上，以便中断该直流电流。

在使用已知的开关装置的情况下，尤其在高和超高压领域，即在电压为几千伏，待断开的电流为几千安培的情况下，将诸如晶闸管、IGBT或者功率晶体管的昂贵组件用于非常规的开关位置。结构决定了必须对这些非常规的开关位置在其对待中断的电流或驱动电压上的电压负荷性以及电流负荷性方面进行设计。这要求高成本的非常规开关位置，使得非常规的开关位置确定了开关装置的较大部分的成本。

发明内容

相应地，本发明的任务是提出一种开头提及类型的开关装置，其在高度运行安全性的前提下实现了成本降低。

本发明的该任务在开头提及类型的开关装置的情况下通过如下解决，即，将第一常规开关位置、第二常规开关位置和非常规开关位置互相构成串联电路。

常规开关位置是这样的开关位置，其为了建立导电路径而将相对于彼此可运动的开关接触件置于电连接，并且反之在中断电流路径期间将相对于彼此可运动的开关接触件彼此远离，以便使得开关接触件之间出现电绝缘介质。与此相反，非常规开关路径理解为这样的结构，其与机械运动无关地改变开关位置的阻抗特性。无论开关位置的开关状态如何，都保持待分离的电势之间的物理连接。仅开关位置的阻抗被改变。开关位置例如可以通过半导体形成，其根据需要被转移到导电状态中或者电绝缘状态中。因为在使用半导体器件的情况下引起通过半导体本身的电流路径的接通或者中断，所以将这些半导体器件称作断路器。非常规开关位置例如是功率电子装置。功率电子装置可以除了实际的开关位置之外还包括其它用于控制开关位置阻抗的组件。非常规开关位置例如可以是或者使用晶闸管、GTO、IGCT、IGBT或者通用的功率晶体管。必要时，非常规开关位置也可以具有多个半导体元件和必要时模块化地构造。

一组开关位置在串联电路中构成导电轨道，其从点A延伸至点B，其中，每个开关位置被相继地在电学上开关。开关位置的串联电路是电开关装置的开关路径的一部分。由此给出了如下可能性，即将在点A和B之间保持的、在断开过程中出现的电压划分到多个开关位置上。在理想情况下，到开关位置上的电压划分进行为使得在每个开关位置上出现近似相等的压降，并且由此每个开关位置仅针对所有待应对的电压的一部分而设计。开关装置为此可以具有相应的控制装置，例如控制电阻，以便实现尽可能均匀的电压分布。在使用第一和第二分别常规的开关位置以及非常规的开关位置时例如出现如下情况，即，在每个开关位置上降落待由开关装置的开关路径应对的电压的约三分之一。然而根据需要还可以的是，根据各个开关位置的设计而追求其它电压分布，从而例如在更大的程度上为一个开关位置加负荷，由此为另一开关位置减负荷。为了减小开关位置的负荷例如还可能的是，提高常规开关位置的数量，然而还存在提高非常规开关位置数量的可能性。

另一有利的构型为，非常规开关位置串联地处于第一常规开关位置和第二常规开关位置之间。