[发明专利]用于主动过电压保护的装置

说明书

本发明涉及用于主动过电压保护的装置，具体公开了一种电路保护装置。所述电路保护装置包括主动能量吸收器，所述主动能量吸收器联接在配电系统中的两条电力线之间并且配置成响应于过电压情况来选择性地传导故障电流。所述主动能量吸收器包括：过电压保护模块，所述过电压保护模块包括彼此反并联连接的两个晶闸管；以及变阻器，所述变阻器与所述过电压保护模块连接为串联电路。包括所述变阻器和所述过电压保护模块的所述串联电路连接在所述电力线之间。

技术领域

本发明涉及电路保护装置，并且更具体地涉及过电压保护装置和方法。

背景技术

经常将超额的电压或者电流施加跨过将电力输送至住宅以及商业和工业设施的服务线路。例如，此类超额的电压或者电流尖峰（瞬态过电压和浪涌电流）可能由雷击导致。如下设施会特别受到上述事件的影响：电信调度中心、医院和其它由过电压和/或电流浪涌以及导致的停机时间造成的设备损坏会是非常高代价的设施。

通常，可使用浪涌保护装置（SPD）来保护敏感电子设备以防瞬态过电压和浪涌电流。例如，简单地参照图1，图1是包括常规过电压和浪涌保护的系统。过电压保护装置10可安装在待被保护的设备50的电力输入处，待被保护设备50通常在其发生故障时受到保护以防过电流。SPD的典型故障模式是短路。通常采用的过电流保护是用以保护装置免受由于增加的漏电流而产生的过热的内部热切断器和用以保护装置免受更高的故障电流的外部熔断器的组合。不同的SPD技术可避免使用内部热切断器，因为在发生故障时，SPD技术将它们的工作模式变成低欧姆电阻。以这种方式，装置可以承受相当大的短路电流。在这方面，在操作上可不需要内部热切断器。除此以外，展现出甚至更高的短路电流承受能力的一些实施例还可仅仅由装置的主断路器来保护，而不需要专用分路熔断器。

现在简单地参照图2，图2是包括常见浪涌保护的系统的框图。如所图示的，三相线可连接至一个或者多个变压器66并且为一个或者多个变压器66供应电能，该一个或者多个变压器66可进而向主断路器68供应三相电功率。可以向一个或者多个配电板62提供三相电功率。如所图示的，三相电功率的三条电压线可以被指定为L1、L2和L3，并且中性线可以被指定为N。在一些实施例中，中性线N可传导性地联接至接地。

一些实施例包括浪涌保护装置（SPD）104。如所图示的，每个SPD 104都可连接在L1、L2和L3中的相应的一个与中性线（N）之间。SPD 104可保护装置中的其它设备，诸如，配电板等。另外，SPD可用于在过电压持续很久的情况下保护所有设备。然而，这种情况会迫使SPD传导有限的电流达持续很久的一段时间，这会导致SPD过热并且有可能发生故障（这取决于SPD可以吸收的能量承受能力和过电压情况的水平和持续时间）。在本示例中，SPD 104的典型工作电压可以是约400 V（针对690V L-L系统）。在这方面，SPD 104将各自表现为绝缘体，并因此在正常工作情况期间不传导电流。在一些实施例中，SPD 104的工作电压足够高于正常的线与中性线间（line-to-neutral）电压，从而确保：即使在系统电压由于可能会因为失去中性线或者其它电力系统问题而出现的过电压情况而增加的情况下，SPD 104也将继续表现为绝缘体。

如果在例如L1中出现浪涌电流，则对电力系统负载装置的保护会需要为浪涌电流的超额电流提供至地面的电流路径。浪涌电流可以在L1与N之间产生瞬态过电压。由于瞬态过电压显著超过SPD 104的该工作电压，所以SPD 104将变成传导性的，从而允许超额电流通过SPD 104从L1流动到中性线N。一旦已经将浪涌电流传导至N，则过电压情况便会结束并且SPD 104可再次变成非传导性的。然而，在一些情况下，一个或者多个SPD 104即使在比SPD 104的工作电压低的电压时也可能开始允许传导漏电流。这种情况可能会发生在SPD退化的情况下。