[发明专利]三相网络中的限压和衰减电路

说明书

本发明涉及一种三相网络中的限压和衰减电路。

由待保护系统之外引起的且通过接线进入系统或者通过感应耦合或电容耦合在供电网中产生的过电压会随幅值和能量导致对接入电器的破坏。出现这种通常为非周期的过电压是例如由于与高电位的直接耦合、开关过程如其他用电器进入供电网或无功功率补偿电容在供电网中接通和断开，以及会在电线中出现一高压行波的雷击电线。其他原因是例如因供电线路中的短路，特别是在硬性中点接地中在相邻线路内会感生出强电流的感应影响以及强电磁场的作用。此外，例如在许多亚洲国家，如中国，供电网通常具有强烈的波动。如果现在用户在对电压波动很敏感的供电网中被驱动，则其不可能顺利地不被干扰地工作。在直接在电网中发出脉冲的脉冲变换器中例如存在这种可能性，由于电网过压和带有高的电压陡度dU/dt的电网电压干扰而破坏电网输入部分。此外，在单相的已发生的电网干扰中，对地电位会导致在接入的电能用户中高的反向电流或电压击穿。

在有关的国家标准如VDE0160中，要求电器有能承受过压的证明。在欧共体成员国权益协调的进程中作为政治努力的结果，为形成公开的欧洲市场，宣布了一条准则，要求电器制造者从1996年1月1日起，由他们制造和投入使用的电器要满足该项准则对电磁兼容性-简称EMV所确定的要求。EMV就是电器在一电磁环境中良性运行、本身不以不允许的强电磁干扰加之于环境的性质。因此，除了对干扰电压的主动发射，还要对电器上过压引起的被动影响提出要求。一重要的EMV准则例如是EN50178。因此除了VDE的有关标准外还有欧洲标准，该欧洲标准要求，电器要能承受过压脉冲。但经验表明，迄今为止电器的参数设计还不能在所有情况下做到这一点。

这个问题现在为止都是通过电器中的滤波器解决的。这些滤波器例如根据在脉冲变换器中发出脉冲的动力单元，可以只在网络各相之间安装。所发生的对地电位变化此前在电器中无法布线。而且由于待安装的去扰组件的参数设计的原因，最大的漏出能量被很强地局限了。因此通过常规的保护措施依然会经常出现电器故障。

公知的是，用于限制过压的常规电路如过压限制器使用了如压敏电阻器和气体避雷放电器(参见D.Nuehrmann所著：Das grosseWerkbuch Elektronik，A部分，第5版，1989年由慕尼黑Franzis出版有限公司出版，第696页及以下几页；Siemens Matushita Co-mponents GmbH & Co.KG 1992年出版的Marketing，B5-P6204号，第48页，图23a和23b)。以一个三相系统为前提，这些压敏电阻器和气体避雷放电器通常在相与相之间以三角形方式接线。此外，为限制具有大的dU/dt值的较快的过压干扰，根据压敏电阻器的特定的电压特性，响应时间一般不能被定得足够短。还有一个缺点，在低于1000V保护范围中，由于压敏电阻器固有的非线性，不能对过压作足够限制。

此外还公知，为了在例如一三相系统的网络输入端限制过压安装了RC组件，当电容以三角形连接方式被接入相与相之间时，电阻则被分别串联到每一相上。但这种方案的缺点在于，因为使用了电力电容器，待处理的高的能量本身通常在规格设计很大的情况下不能被完全抑制。这种措施更适于抑制较小的但因此更陡峭的过压。此外，低频干扰电压不能被RC组件有效地过滤，而是被积分并加载到待保护的电器上，从而很可能破坏电器。

因此，在上述的限制过压的常规电路中，必须容忍以下的缺点。在使用过压限制器如压敏电阻器的情况下会出现电压畸变，而且对于dU/dt很大的过压而言，压敏变阻器的响应时间由于其特定的电压特性，一般不是足够短。此外，基于压敏电阻器本身的特征，正好在低于1000V的临界区域内留有一个漏保护区。在RC组件中具有小的dU/dt过压也会加载到待保持的电器上。因此，不能保证加载到电器上的供电电压保持一允许值。这两种方案在预计会有陡峭电压峰值的情况下只用于三角形连接线路。

本发明的目的在于，提供一种在三相网络中的限压和衰减电路，它能对偶然出现的不只是对称方式的、而且还可以是不对称方式的过压进行衰减。响应时间也应在遇到陡峭的过压脉冲时被定得足够短。同时具有极大的dU/dt过压也应该被有效地抑制。偶然出现的过压脉冲在任何时刻应被限制到一定值上，以使加到后面的电能用户上的电压能被妥当地处理。

本发明的目的是这样实现的，提供一种在三相网络中的限压和衰减电路，其具有以下特点：

1.1为保护发电机免受反作用，为功率回路的每一相串联一个预接扼流圈，