[发明专利]具有堆叠中断器模块的断路器

说明书

技术领域

本发明在于电能传输和分配的领域。它涉及断路器，其包括多个中断器模块的堆叠。本发明还涉及这样的断路器的使用。

背景技术

WO 2011/050832描述高压断路器，其包括串联连接的至少两个中断器段。

WO 2011/057675描述高压断路器，其在一个实施例中包括多个机械开关以及多个晶体管。

US 6 535 366描述高压断路器，其包括并联设置的机械和半导体开关的组合。

发明内容

本发明的目标是提供能够切换大的电压同时在生产中仍然经济的断路器。

该目标由独立权利要求1的断路器实现。因此，断路器包括电串联设置的多个堆叠中断器模块的堆叠，使得施加的电压在中断器模块上分布。每个中断器模块包括

-具有机械开关的机械开关组件，

-半导体开关组件，其包括半导体开关，以及

-放电器组件，其包括至少一个电涌放电器。

在每个中断器模块内，机械开关组件、半导体开关组件和放电器组件彼此电并联设置。这使得可能在正常操作中在机械开关组件的开状态使用它并且通过将每个模块内的电流首先切换到半导体开关组件并且然后通过关闭半导体开关组件以用于使电流换向到放电器组件而切断。

在限流模式中，中断器模块在中间状态可切换使得跨堆叠的电流路径在第一数量的中断器模块中通过放电器组件引导并且在第二数量的中断器模块中通过机械开关组件引导。

因为模块全部相同并且大量需要（这允许利用大规模生产技术和规模经济），生产这样的断路器的成本减少。此外，每个模块可以具有相对低的额定电压。断路器可以通过改变串联设置的断路器模块的数量而对不同额定电压标度。

在实施例中，每个中断器模块包括第一接触表面，其连接到机械开关组件的第一端子、半导体开关组件的第一端子和放电器组件的第一端子。中断器模块进一步包括第二接触表面，其连接到机械开关组件的第二端子、半导体开关组件的第二端子和放电器组件的第二端子。该第一和第二接触表面定位在它们的中断器模块的相对侧上。这允许使中断器模块容易采用堆叠中相邻中断器模块的接触表面彼此电连接这样的方式堆叠。

通过机械压缩堆叠，例如凭借机械弹簧，实现模块之间的低电阻和良好的导热性。

在另一个实施例中，每个机械开关组件包括电力供应，用于致动开关组件。此外，断路器包括电绝缘馈电器，用于将电力馈送到电力供应。该设计允许使每个机械开关组件的电力供应保持在机械开关组件的电势处，这降低成本并且改进模块性。

馈电器可以例如是光馈电器、机械馈电器或液压或气动馈电器，如将在下文更详细解释的。

本发明的断路器例如用于切换至少72 kV的电压，并且特别用于切换DC电压，但它例如还可以用于切换在中间或甚至低电压状态中的电压或用于切换AC电压。

附图说明

从本发明的下列详细说明将更好理解本发明并且除上文阐述的目标以外的目标将变得明显。这样的描述参照附图，其中：

图1是断路器的方块电路图，

图2是中断器模块的实施例的方块电路图，

图3示出中断器模块的实施例的视图，

图4示出图3的中断器模块（没有它的上板，即没有它的上部电端子），

图5示出具有中断器模块堆叠的断路器，

图6是机械开关组件的电力供应段的示意图，

图7是机械开关组件中处于其接通位置的开关的示意横截面图，

图8是图7的处于其断开状态的开关的示意横截面图，以及

图9是中断器模块的第二实施例的方块电路图。

图10示出通过采用限流模式的根据图1的断路器的中断器模块的电流路径。

具体实施方式

定义

术语“高压”指示超出72kV的电压。术语“中压”指示在1kV与72kV之间的电压。术语“低压”指示低于1kV的电压。

“电绝缘馈电器”是用于将来自接地电势的电力馈送到提升的高压电势的馈送。

断路器和中断器模块