[发明专利]用于断路器的驱动单元中的功率备用和断路器

说明书

技术领域

本发明主要地涉及高压断路器的领域。具体而言，本发明涉及一种用于在电力故障期间保持向断路器驱动系统的驱动单元通电的改进手段。

背景技术

保护继电器在整个配电系统中使用以用于提供保护和控制。保护继电器检测输电和配电线上的故障并且通过断开和闭合断路器来隔离这些故障。断路器因此是配电系统的重要部件，并且保护电力系统免受例如由过载或者短路造成的损坏。断路器由执行断路器的断开和闭合的适当驱动系统操作。

断路器包括布置成中断电流的接触器件和用于断开和闭合接触器件的机构。图1图示了已知的三极断路器。该断路器包括每个均具有断路器接触器件的三个断路器极1、2、3。断路器的三个极1、2、3装配于共同支撑框架4上，该支撑框架也支撑用于断开和闭合接触器件的机构。该机构在所示情况下是由驱动单元6控制的电动机5。

在向驱动单元6的供电中断的情况下，希望即使在这样的完全电力故障期间仍然保持使驱动单元6通电一段短暂时间。例如，可能希望即使在电力故障期间仍然能够使用断路器的闭合和断开功能(即，操作电动机5)至少数次。

因此，即使在电力故障之后仍然保持驱动单元6通电持续一段短暂时间。也就是说，这在现有技术解决方案中是通过使用驱动单元6的储能单元和充能单元来实现。储能单元和充能单元在正常操作中用于向电动机5提供操作能量，以便在断开与闭合位置之间移动断路器触点。

然而，这一现有技术解决方案有一些弊端。在电力故障期间，因此从用于向电动机5供电的储能单元取得用于向驱动单元6供电的能量。这要求相当复杂的充能单元，因为它必须能够一方面在操作之前对储能装置进行充电而另一方面在电力故障期间将能量从储能装置供应到驱动单元6。

另外，储能单元的尺寸被设计为满足用于操作断路器的要求。这又意味着用户不能选择驱动单元6在电力故障之后自供电的时间段的长度。为了扩大储能单元、即在以过尺寸来设计它以便在电力故障的情况下保持驱动单元6通电是一种高成本的解决方案。

鉴于上述内容，将希望提供一种用以保证在供电电源的电力故障的情况下保证驱动单元的操作的改进手段。

发明内容

本发明的一个主要目的在于，提供用于高压断路器的驱动单元的改进功率备用手段，用以克服或者至少减轻现有技术的上述弊端。

本发明的一个目的在于，提供一种用于高压断路器的驱动单元的功率备用装置，其中简化用于驱动断路器的断开和闭合机构的充能单元。

本发明的另一目的在于，提供一种用于高压断路器的成本效率更高的驱动单元。

本发明的又一目的在于，提供一种用于高压断路器的驱动单元的功率备用装置，其中驱动单元在电力故障期间的操作持续时间能够根据用户的具体需要改变。

本发明的再一目的在于，提供一种用于高压断路器的驱动单元的功率备用装置，用以提供现场维护工作的改善安全性。

这些以及其它目的由如在独立权利要求中要求保护的一种用于断路器的驱动单元和一种断路器实现。

根据本发明，提供一种用于控制断路器的断开和闭合操作的驱动单元。该驱动单元包括控制单元和能量缓存单元，其中该能量缓存单元被布置成向致动器装置供电，该致动器装置被布置成实现断路器的断开和闭合操作。该驱动单元其特征在于，该驱动单元包括与能量缓存单元分离的功率备用单元，用于在电力故障期间将功率备用提供给控制单元。根据本发明，驱动单元的储能单元仅用于操作断路器，其中无需从储能单元取得能量以便驱动控制电子器件。另外，无需专门充电单元，并且可以使用简化的充电单元。这提供成本效率更高的解决方案。另外，分离的功率备用单元使得可以定制控制电子器件在电力故障的情况下的保持(hold up)时间。

根据本发明的一个实施方式，使用高电容的电容器作为分离的功率备用单元。这提供一种服务寿命长并且能够耐受可变室外温度的可靠功率备用。另外，使用高电容的电容器使得即使在完全失去功率期间仍然可以在维修断路器的情况下进行对储能单元中的能量的放电操作。可以通过电动机来进行放电并且可以快速进行放电。由此提供了改善的安全性，并且与储能单元必须在数个小时期间进行自放电的现有技术解决方案的情况相比，可以更快通知进行维修。

根据本发明的另一实施方式，分离的功率备用单元被布置成也向驱动单元的显示单元供电。由此也可以在电力故障的情况下示出重要信息。

在从属权利要求中限定本发明的更多实施方式。

根据本发明的又一方面，提供一种包括上述驱动单元的断路器，由此实现与上述优点相似的优点。