[发明专利]限流断路器的固态瞬时跳闸装置

说明书

本发明涉及到一种具有瞬时模拟跳闸脱扣装置的固态跳闸装置，该脱扣装置使限流断路器的触头快速断开。

限流断路器能在短路电流达到高值前，快速断开触头并切断电流，以实行短路电流的限制。快速断开触头与选择性作用是矛盾的，后者需要足够的时间延迟，以便由下一级断路器切除故障。已有人提出对选择性和发生短路时快速断开触头进行限流的矛盾予以调解，方法是随后重合上这些触头重新给电力系统非故障部分供电。但是，这样就使装置复杂化同时难免出现触头的跳跃。

本发明的目的在于获得一个综合装置，该装置在某些情况下以选择性优先，在另一些情况下以电流限制优先。本发明基于这样的事实，在严重短路电流的情况下，电流限制取得优先，因为必须限制短路电流以避免断路器及供电线路损坏。在这些特殊情况下，牺牲选择性以限制电流。对于正常的短路电流，其所达到的值低于断路器电动力耐受水平，电流限制的作用是多余的，就以选择性优先。

根据本发明，该固态跳闸装置包括一个使与相联系的延时跳闸电路（18）一起使用的限流断路器的触头（10）高速断开的模拟瞬时跳闸电路（16），该固态跳闸装置包括：

一个传感器（20），它产生一个与流过断路器导体内的电流对时间微分成比例的微分模拟信号di/dt;以及

一个第一定值比较器电路（40），它将上述微分信号di/dt与第一定值进行比较，当上述微分信号超过该第一定值时，产生一个信号;

其特征在于：

一个积分电路（34），它接收上述微分信号di/dt，并发出一个代表电流i的信号，

一个第二定值比较器电路（36，38，42），它将上述代表电流的信号与一个高定值比较，当上述电流信号i超过该高定值时，发出一个低瞬时跳闸信号;

当上述微分信号超过上述第一定值时，上述第一定值比较器电路（40），输出信号为上述第二定值比较器电路选择一个低定值;当上上述电流信号超过上述低定值时，上述第二定值比较器电路就发出一个瞬时跳闸信号。

电流对时间的微分相当于短路电流增长率，一旦发生短路该值就给出电流峰值的指示;如果断路器没有断开，电流将达到此峰值。如果预期的峰值不超过断路器的电动力的耐受极限，瞬时跳闸脱扣装置就整定在高跳闸定值。这样，它就能由短延时、长延时跳闸脱扣装置或任何其它要求时间延迟的选择装置来提供选择性。另一方面，如果预期的短路电流超过断路器电动力耐受极限，那么瞬时跳闸脱扣装置的低定值起作用，使断路器触头快速断开。显而易见，这个低定值越低就越能较快地超过，这使触头能快速断开并限制电流，而这个低定值当然要比断路器的额定电流高。当发生短路时，定值的改变由电流增长率来控制，但要避免由于扰动或干扰导致电流的突变而引起的误跳闸。重要的是断路器的跳闸取决于出现其值高于断路器额定电流的瞬时电流。微分电流信号决定着瞬时跳闸脱扣装置是工作在高定值还是低定值。

微分电流信号便于由非磁性传感器供给，传感器直接输出一个与被测电流的微分成比例的电压信号。微分信号与定值在比较电路中进行比较，以便根据是否超过这个定值来选择高定值或低定值。同一微分信号方便地被积分，提供一个与电流成比例的信号，它与上述的高定值和低定值比较，当超过选择的定值时，使断路器跳闸。

根据本发明的实施例，瞬时跳闸脱扣装置可以用来检查测量电路的连续性。在这方面，当电路没断开时，直流电流施加在传感器上，在传感器的端子上产生一个预定的电压。当传感器电路断开时，端子上电压增高，对瞬时跳闸装置来说，如同是造成跳闸的短路电流一样。这个监测电路防止断路器在传感器断路或故障情况下造成的动作。在处理电路附近施加直流电流，以监测整个传感器连接电路以及传感器本身回路的连续性。

根据本发明的瞬时跳闸脱扣装置最好是一个模拟跳闸脱扣装置，它的响应速度比数字跳闸脱扣装置快。这个响应速度自然有助于所寻求的限流作用。每相采用一个独立的传感器和处理电路也是合理的，其每一个都能使断路器跳闸。这些单独的传感器和瞬时跳闸脱扣装置，在提供较高的响应速度和提高可靠性方面分别起到各自的作用，其中某一电路的故障都可由其它电路的作用来弥补，则有相当的几率检测在故障情况下的短路故障。

瞬时跳闸脱扣装置涉及规格化的短延时和长延时电子电路断路器同样的继电器亦便于断路器的瞬时跳闸。短延时、长延时跳闸脱扣装置可以是利用电流互感器供给电流测量信号以及电子电路和跳闸继电器的电源的自电流型。值得注意的是，由非磁性传感器供出的微分信号可以按众所周知的技术方式用于长延时和短延时的跳闸。