[发明专利]用于防止漏电流的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及漏电流防护，尤其涉及用于防止漏电流的装置，所述装置可被连接到在功率断路器(power breaker)的输出处的电气线路上。

背景技术

通常，断路器被用于允许或中断电源和供电负载之间的电流通路。在断开状态下，当限制漏电流发生时，断路器旨在支持如大约几百伏的高电压。在激活状态下，当在断路器两端呈现低电压时，断路器旨在允许如大约几百安培的高电流通过。另外，为了减少开关损耗，选取断路器以提供快速开关。

具体地，使用包括半导体功率组件的断路器，例如绝缘栅极晶体管(“IGBTs”)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET transistors)、门极可关断晶闸管(“GTO thyristors”)、双极型晶体管、三端双向可控硅元件、晶体闸流管或二极管。这些断路器的使用可产生杂散电容。因此，在断开状态下，这些断路器可允许残余的漏电流通过。在这些断路器的输出处，漏电流可导致具有高值的所谓的接触电压。用户和传导部之间的接触与断路器的输出电通信的情况下，接触电压可能是危险的。

因此，限制接触电压并因此限制断路器输出处的漏电流是合适的。可参考下面标准，所述标准定义接触电压以及漏电流的允许范围：国际电工技术委员会/试验装置(IEC/TS)60479-1、国际电工技术委员会/试验装置(IEC/TS)60479-2以及国际电工技术委员会(IEC)60990版本(Rev)2。在这些范围之下，用户得到很好的保护免受电击危险。

已经提出使用用于防止漏电流的装置，因此所述装置也防止接触电压。

例如已经提出在断路器的输出和电气接地之间使用电容器以限制交流电(AC)漏电流。这种被动的方案具有需要大面积的缺陷，并且尤其具有需要电容器的值适应每种类型的断路器以及每个应用(application)的缺陷。

也已经提出使用机电继电器与半导体断路器串联，所述机电继电器由半导体断路器控制电路控制。尽管这种方案使获得完美的电流隔离以及防护成为可能，即使断路器的控制电路和机电继电器的控制电路不再为断路器供电(“故障-安全”)(“Fail-safe”)，所述电流隔离以及防护也可起作用。这种方案具有需要大面积、大重量、很不可靠以及具有大成本的缺陷。

最后，可参考文件WO2007/006021。该文件描述了二级断路器的使用，所述二级断路器配置在所谓的初级断路器的输出和地之间。所述二级断路器被控制以便当初级断路器打开时形成短路。所述二级断路器由初级断路器控制电路控制。该方案的缺陷尤其在于，产生破坏与两个断路器同时闭合相关的组件的风险。该方案也具有需要二级断路器的缺陷，该二级断路器的大小设置为能够承受由于电击(lightning)的电压上升，还具有需要供电以便运行的缺陷。换句话说，该装置不是本领域技术人员所熟知的术语：尽管一个部件故障仍有保证操作的“故障-安全”。

因此，本发明的目的为改进对漏电流的防护并且获取更紧凑且更可靠的装置。

发明内容

根据本发明的一个方面，提出了一种用于防止漏电流的装置，所述装置要(being intended to)连接在第一电气连接(electrical connection)和第二电气连接之间。

所述装置包括开关，所述开关被配置为至少部分地转移在所述第一电气连接中流动的电流并且由所述第一电气连接的电压控制。

具体地，将所述装置连接到断路器的输出是可能的，例如可能允许漏电流通过的断路器。于是所述第一电气连接相当于配置在所述断路器之后的电气线路，所述第二电气连接能够相当于电气中性点(electrical neutral)。

然而，在现有技术中使用的装置由电压控制，所述电压源于其他的自供电的电子电路，这里，所述第一电气连接的电压水平控制所述开关的打开和闭合。更准确地说，如果在所述第一电气连接上出现电压，那么使用该电压来闭合所述开关并允许电流的至少部分转移(diversion)是可能的。与现有技术相比，不使用机电继电器或电容器是可能的，从而获得紧凑装置。

所以，通过至少部分地转移电流，有可能得到防护装置，所述防护装置运行条件是在所述第一电气连接上出现电压，该电压可能是由于配置在所述第一电气连接上游的断路器的闭合或者漏电流引起的电压。事实上，由于转移的电流被限制，可能获得可被连接至电气连接(electrical connections)的负载的正常运行。

电流的部分转移与现有技术的方案不同，在现有技术的方案中电气连接直接接地。