[发明专利]具有储能电路的故障电流保护开关

说明书

本发明涉及一种故障电流保护开关，其由一总变流器获得的释放机构的释放信号经一个储能电路得到输送，其中，总变流器具有为待保护导体而设的初级线圈和至少一个用于输出释放信号的次级绕组。

故障电流保护开关中的一个储能电路把小的、由总变流器获得的释放信号装入一个储存器，直至一个附属的释放阀使存储器经一个释放机构泄放为止。释放机构可导致一个开关锁脱扣并可导致待保护导体中的或相联的负载中的开关触点断开。这种故障电流保护开关曾以各种不同的结构形式公开(DE-A-3 129 277，DE-A-2 540 815)。

在故障电流保护开关中，人们目前所谋求的是：故障电流保护开关不仅对交流故障电流敏感，而且对脉动故障电流也敏感。对此，具有平直特性曲线的磁心材料，即所谓F-材料是适宜的(EP-B-0 084 814，图2)。

本发明的目的在于进一步开发开头所述类型的故障电流保护开关，使其对具有平滑直流成分的故障电流尽量不敏感。

本发明的上述目的是由以下的技术方案所解决的：总变流器由一种磁心材料构成，在峰值场强Hs为4mA/cm的情况下，在空载时以50Hz的交流电压测出的、该磁心材料的相对磁导率称为磁导率μ₄，并在+25℃时遵循如下关系：μ₄≥130000。当峰值场强Hs在4mA/cm和40mA/cm之间时，该磁心材料的相对磁导率μ_r处在一个最大值μ_rmax和一个最小值μ_rmin之间，以空载为衡量基准，这两个值遵循的关系为μ_rmax/μ_rmin≤1.2。

一个具有这种磁心材料的总变流器给出故障电流保护开关，这种故障电流保护开关在有交流故障电流、脉动故障电流和带直流成分的故障电流时释放并且对有平滑的直流故障电流叠加直至直流覆盖部分的释放极限是不敏感的，即在其释放中不受干扰性损害，因此称为交直流兼容的故障电流保护开关。

根据本发明的另一个实施形式，得到一个特殊的F-材料。其中，最大磁感应强度Bmax和静态剩磁感应强度Brstat之间的静态差感ΔBstat与在峰值场强Hs为40mA/cm时用全波整流的交流电测出的动态差感ΔBbyn之比满足如下关系：ΔBstat/ΔBdyn≤1.1。交流时的磁感应强度Bw与用半波整流的交流电测出的静态差感ΔBstat之比在峰值场强Hs为40mA/cm时遵循如下关系：Bw/ΔBstat≤1.2。一个装有这种磁心材料的故障电流保护开关能损耗很小的检测脉动直流故障电流并从而能使交流故障电流和脉动的故障电流具有很一致的释放区。

根据本发明的另一实施形式，一个储能电路的存储电容器设在一个整流电路的输出端，在总变流器的次级绕组被纳入的情况下，在整流电路的输入端存在一个对频率的谐振匹配，该频率在次级绕组中被一个在总变流器的初级线圈中流动的、脉动的直流故障电流所感应。此外，在温度为+25℃时的磁导率μ₄，即μ₄(+25)、温度为-25℃时的磁导率μ₄，即μ₄(-25)和温度为+85℃时的磁导率μ₄，即μ₄(+85)之间存在如下关系：

0.85≤μ₄(+25)/μ₄(-25)≤1.1和

0.85≤μ₄(+25)/μ₄(+85)≤1.1。

根据该实施例所述的故障电流保护开关用谐振匹配放大释放信号并确保释放值具有充分的温度恒定性，这些释放值本来在调谐中在不采取特殊措施的情况下会随温度具有很大的变化。

本发明的故障电流保护开关及其不同的实施形式能采用较小截面的总变流器和较少的匝数。因此可实现这样的故障电流保护开关，这些故障电流保护开关的初级线圈仅为一根贯穿的导线并且次级绕组只有几个线圈。此外，整流装置可设有一个倍压电路，以便进一步升高由总变流器在其次级绕组中获得的释放信号。

下面借助于附图及所示的实施例对本发明作进一步说明：

图1是具有储能电路的故障电路保护开关的原理图，

图2是一个曲线图，其中，横坐标为场强H，纵坐标为一个总变流器的磁心材料的磁感应强度B，

图3是一个曲线图，其中横坐标为峰值场强Hs或者H，纵坐标为相对磁导率μr，