[发明专利]具有短路功能用于保护系统和人员的过电压保护装置

说明书

本发明涉及一种具有短路功能的过电压保护装置，其用于对低压系统的系统和人员提供保护，其中在共同的壳体中既布置了至少一个过电压保护元件又布置了可热触发的短路装置。根据本发明，所述装置被设计用于插入NH熔断器部件中并且共同的壳体被构造成在空间上与NH熔断件相似具有触头闸刀。

本发明涉及一种具有短路功能的过电压保护装置，其用于对低压系统的系统和人员提供保护，其中在共同的壳体中既布置了至少一个过电压保护元件又布置了可热触发的短路装置，这是专利权利要求1的前序内容。

在工业设施中，不同制造商的组件常常会结合使用并适于在正常条件下无故障地运行。关于过电压保护，许多电压供给设备、操作设备和控制器都具有在内部特别适配的保护措施。

这些措施涉及在操作时、临时和瞬时过电压条件下提供保护。通过使用例如时序控制半导体会产生在操作条件下很高的开关过电压，该过电压一般早就要求内部或外部过电压装置。在复杂的系统中这些具体措施很难适配，从而使得可能会因相互干扰，例如由于工作区域重叠而产生非期望的干扰。

但是在系统和人员保护彼此紧密相关的电力系统中，各种保护措施的适配却变得更加重要。因此避免干扰以及有针对性且安全地消除干扰对这些系统是绝对必要的。

特别是在这样的系统中，要不断提高对所述措施安全性和有效性的要求，在所述系统中即使电源电压已切断仍然可能会在例如消除干扰时危害人身。

这些可以是具有电气、化学或机械储能器的系统，所述储能器具有网络缓冲器、应急装置或多路供电装置。例如旋转机械在发生故障时可从电机运行切换到发动机运行并且经过很长一段时间直到停机为止提供大量电压和能量。在故障时，即发动机运行时产生的电压，根据对机器的控制甚至可能比实际的工作电压高得多。

为了保护系统常常会设置保护装置，当到达电压极限时所述保护装置会实现短路形式的状态。因此已知这样的电子电路，其会在偏离正常运行时通过控制功率半导体实现低电阻状态。这些设备往往具有复杂的测量和评估装置，因此例如除了电压电平外还可评估电流和频率以便评价系统状态。有利的是这些设备可逆地工作并且可对其响应特性进行非常精确的调节。但是不利的是，复杂的评估会导致时间滞后，并且对于可接受的价格/性能比方面会通过组件大大限制运行效率。这在严重的运行故障时也可能会导致设备损坏。此外几乎不可能迅速更换设备。特别是设备过载常常会导致其它装置的未定义的过载，从而使得在通常低效的设备过载之后有必要对复杂的系统进行全面检查。

已知可用具有简单过电压保护装置(例如基于火花间隙)的解决方案来替代所述复杂的电子设备。在火花间隙响应后，其通常通过焊接或通过熔融构成电极的低熔点的材料或另外引入的材料来形成载流短路。

被动的火花间隙，其通常基于滑行距离来实现，在主电极之间具有相对短的分离距离。所述设备的响应电压高度分散，取决于梯度(steilheitsab )且也取决于环境条件。在复杂系统内的具有大量其它过电压保护措施的已描述应用环境中，通过所述解决方案来实施定义的操作只有在下述条件下才有可能，即工作电压与系统和人员保护所需的电压之间存在足够的差距。

从DE 42 35 329 A1中已知一种短路装置，特别用于熄灭低压开关设备中的故障电弧以分布电能。这在现有技术中涉及一种解决方案，其会限制因故障电弧造成的人身伤害和物质损失，也就是说是通过使得上级断路器迅速关闭。在这种情况下提出一种空间需求很小的短路装置。所述短路装置具有至少一个开关元件和至少一个短路器，其中短路器由两个电极以及导电部分或导电区域所构成，其中通过电动力作用将可移动或可变形的导电区域压靠电极并从而引起金属短路。开关元件在两个短接的电势或电流导轨之间通过短路器来连接，其中在开关元件中流过的电流也流到电极的导电部分或区域中。至少一个所述开关元件以至少一个或两个反向并联连接的晶闸管形式来构造，其通过外部点火脉冲来点火。所述点火脉冲又由故障电弧引发。