[发明专利]分接开关

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在步进可调变压器线圈抽头之间无间断切换的具有半导体开关元件的分接开关。

背景技术

WO 01/22447公开了一种构造为混合开关的具有半导体开关元件的分接开关。这种公开的分接开关具有一个机械部分和一个电气部分作为混合开关。作为WO 01/22447实际主题的机械部分具有机械开关触点；中央部分为可移动的滑动触头，其通过马达驱动沿着和星形接点相连的接触滑轨移动同时接通固定的接触元件。实际的负载引线自身由两个分别具有形成格列茨电路的四个二极管的IGBT实现。该公开的混合开关概念为了确保所需的负载转换正好位于负载电流的过零点而在机械上要求苛刻。

WO 97/05536公开了另一个IGBT开关装置，其中电力变压器控制线圈的抽头可以通过两个IGBT的串联电路与负载引线相连。但该布置需要事先特别地将分接开关与应接通的相应的步进可调变压器适配。

发明内容

本发明的任务是提供开头所述类型的构造简单且具有高功能安全性的分接开关。此外本发明的任务是提供这种的分接开关，其能作为标准设备不需要特定于变压器的适配而用于不同的步进可调变压器。

该任务通过具有权利要求1特征的分接开关解决。从属权利要求涉及本发明特别有利的改进形式。

本发明基于两个半导体开关单元，其中每个开关单元各具有两个反并联的IGBT。每个单独的IGBT配有一个并联的压敏电阻。其中如此选择压敏电阻的大小，使得压敏电阻电压小于各并联的IGBT的最大的阻断电压，但大于支路电压的最大瞬时值。

如同混合型分接开关中常见的，半导体开关单元通过机械触点接通或断开并且可以和负载引线相连。

附图说明

下面通过附图进一步描述本发明。其中：

图1示意性地示出了根据本发明的分接开关，

图1a示出了图1示出的半导体开关单元的放大详细图，

图2示意性地示出了具有替代的触点构造的根据本发明的分接开关，

图3示出了从线圈抽头n切换至相邻的线圈抽头n+1的开断顺序，

图4示意性地示出了根据本发明的分接开关的技术设备实现方式，

图5示出了这种根据本发明的分接开关的构造方式的透视图，

图6示出了相应的侧视截面图，

图7单独示出了这种分接开关的可移动触点支架的透视图。

具体实施方式

图1示出了根据本发明的分接开关。这里示出的是两个负载支路A和B，其可以分别通过机械触点与步进可调变压器的两个线圈抽头接通。每个负载支路A或者B具有机械主触点MCa或者MCb，其在稳态运行时输送各接通的负载支路的电流并且建立和负载引线LA的直接连接。每个负载支路A或者B具有一个和相应的主触点MCa、MCb并联的由其他机械触点TCa、TCb以及相应半导体开关单元SCSa、SCSb组成的串联电路。在远离相应开关触点TCa、TCb的一侧，半导体开关单元SCSa、SCSb相互电连接并且通向机械过渡触点TC，其另一侧和负载引线LA相连。

由此在下文还会详细描述的切换过程中，可以通过相应地操控机械触点TCa或者TCb以及过渡触点TC接通从各个负载支路A或者B经由相应半导体开关单元SCSa或SCSb至负载引线LA的电连接。

图1a再一次示出了图1以及之后在图2中也示出的电子组件——即半导体开关单元SCSa、SCSb——的放大图。在此示出了四个IGBTT1…T4，其中各支路有两个互相串联。此外每个IGBT T1…T4并联一个二极管D1…D4，其中在每个支路中二极管（D1、D2；D3、D4）相互背对连接。此外还各有一个压敏电阻Var1…Var4与其并联。

两个半导体开关单元SCSa、SCSb组成实际的半导体开关SCS。如前文所述它由如下部件组成：总共设有4个IGBT T1…T4，其中每个支路有两个。IGBT被成对地控制。当负载支路或线路A为切断侧时，IGBTT1和T2会被首先接通。因为在切换瞬间电流方向是随机的，所以IGBT互相背对串联。在切换至另一负载支路或者线路B的过程中，IGBT 1和2被切断同时另一侧的IGBT几乎同时被接通。和每个IGBT T1…T4并联地设有二极管D1…D4。此外还各有一个压敏电阻Var1…Var4与其并联。这些压敏电阻用于变压器抽头的漏阻抗（漏感）的放电或者充电。可以看到半导体开关SCS的电路在每个支路A或者B中构造完全相同并且包含所描述的半导体开关单元SCSa和SCSb。图1a的下部可以看到电结合，其通向这里未示出的、上述的过渡触点TC。