[发明专利]包括瞬时跳闸电路与电源电压无关的固态跳闸装置

说明书

本发明涉及到一种用于电力断路器的固态跳闸装置，它包括一个输出与被保护导体中流动电流成比例的模拟信号的电流检测电路;一个整流器、测量及电源电路，它连到一个电流检测电路，且在测量端子间输出至少一个测量电压;一个电子处理单元，它由整流器、测量和电源电路供电並加以测量电压，则当该测量电压超过预置起动值时，在其一个输出端子上输出一个带延时或不带延时的断路器跳闸命令;一个与可控硅串连的跳闸线圈，它由整流器、测量及电源电路供电;电子处理电路的输出端子连到可控硅控制极。以这样的方式，当电子处理单元输出跳闸命令时，跳闸线圈使断路器打开。

在现有技术固态跳闸装置中，跳闸线圈和可控硅串连接于电源电路输出端子之间，跳闸命令加到可控硅控制极。

但是，该电源电路在断路器闭合后，只给出一个足够的电源电压，提供一个确定的时间，例如，可以考虑，典型的电源电压上升时间约为35毫秒。当电子处理单元包括一个微处理机时，该微处理机在通电后另外还需要一个较长的初始时间，一般为30到50毫秒，因而，在这个期间内它不能提供可靠的跳闸命令。

当用固态跳闸装置进行断路试验时，这就带来一个问题。实际上，由于电源电压上升时间而妨碍並延迟了跳闸装置的操作。但是，断路器瞬时检测大的短路电流却是必不可少的。

因此，本发明的目的是实现一种系统驱动的固态跳闸装置，它包 括一个瞬时跳闸电路;该电路甚至在没有电源电压的情况下也能动作。

根据本发明，该目的以如下方式实现：装设一个不接地阴极的可控硅;在地和该可控硅阴极之间加以测量电压;一个齐纳二极管的阳极连到可控硅控制极，而其阴极接地，以确定跳闸装置的瞬时跳闸起动值。

根据一个较佳实施例，整流器、测量及电源电路包括：一个整流器电路，它的输入端连到电流检测电路的输出端;一个电源电路，它与一个测量电路串连;在整流器电路正、负输出端子之间输出测量电压;电源和测量电路的公共点连到地。测量电路最好由一个连接在整流器电路负端子和地之间的单个电阻构成。所以，由电源电路向跳闸线圈提供对地为正的电压。一个代表流过被保护导体电流的可变的负电压加到可控硅阴极。在没有来自电子处理单元跳闸命令的情况下，可控硅控制极由齐纳二极管维持在一个负电压。当加到可控硅阴极的负测量电压的幅值超过一个由齐纳二极管设定的确定的起动值时，可控硅导通且断路器跳闸。

当跳闸装置用于多极电力断路器时，可以采用一个单个测量电阻或每相一个测量电阻。对后一情况，电流检测电路包括每极一个电流传感器。整流器、测量和电源电路包括多个分别与上述各极相联系的整流桥，且它们的输入端分别与各相关的电流传感器的输出端相连。一个整流桥与一个极相联系且与一个与公共电源电路端子联系的单独的测量电阻串连;这些电阻连到电源电路的一端与地相连，而另一端分别连到多个相关二极管的阴极，这些二极管的阳极连到可控硅阴极，以这样方式，在可控硅阴极上只施加最大幅值的测量电压。

根据一个较佳实施例，跳闸装置另外还可以包括一个临时改变瞬 时跳闸起动值的电路。为了实现这一点，将一个电阻设置在齐纳二极管阴极和地之间，另一个电阻设置在齐纳二极管阴极和可控硅阴极之间与一个电容串连。

下面举出本发明的几个实施例，仅作为非限定的例子並在附图中表示出来，从叙述中可更清楚地体现其它优点及特性。附图中：

图1是本发明固态跳闸装置的方框图。

图2表示用于一个多极断路器的本发明固态跳闸装置的整流器、测量及电源回路的另一个实施例。

图3表示用于一个多极断路器的本发明固态跳闸装置的另一个实施例。

图4表示按照图1设有临时改变瞬时跳闸起动值回路的跳闸装置的一部分。

图5表示图4跳闸装置瞬时起动值的变化。

在图1中，保护至少一个导体12的断路器10是由跳闸线圈14所控制的操作机构驱动的，以这种方式使断路器在过负荷或短路时跳闸。

导体12中电流的强度由电流互感器16检测。被保护的导体构成了互感器的一次线圈，而互感器的二次线圈输出一个代表该电流的信号。该信号加到整流器、测量和电源电路18的输入端。

电路18包括一个整流器电路，在单极断路器的情况下，该整流器电路由一个全波整流桥20构成，该整流桥的交流输入端接收来自电流互感器16的输出信号。