CN106165037A - 用于保护电部件免受过电流损坏的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于保护电部件(8)免受过电流损坏的方法，其中感性组件(38)将电能转换为磁能和热能，其中旁路(24，24a‑c)在部件(8)的常规运行中跨接感性组件(38)并且电流经过旁路(24，24a‑c)流动。为了减小电流冲击时的电流峰值，而不明显增大用于切换开关换向电路的电路电感的半导体，提出了，旁路(24，24a‑c)通过流过其的、超过在部件(8)无故障运行时可达到的电流值的过电流断开，从而通过感性组件(38)强制流过比通过旁路(24，24a‑c)流动的剩余电流的更多的电流。

Description

用于保护电部件免受过电流损坏的方法

技术领域

本发明涉及一种通过将感性组件的电能转换为磁能和热能，来保护电部件免受过电流损坏的方法，其中旁路在部件的常规运行中跨接感性组件并且电流经过旁路流动。

背景技术

由于可再生能量强烈馈入电网，高压直流传输具有越来越重要的意义。尤其是在离岸风场情况下，通过技术可实现的低辐射和低成本的缆线连接是优选的。因为离岸风场中不存在稳定网络，所以尤其是自换向提供优点，其离岸地提供受调节的无功功率。此外利用自换向可以改善连接点处的动力学特性。

风电场电网至和从至大的大陆(festlandtrassen)的连接的核心部件形成具有电压中间电路和晶体管，尤其是IGBT(绝缘栅双极型晶体管)的自换向变流器。能够互相独立地调节有功功率和无功功率的可能性使得以小的短路功率将自换向变流器连接至三相电网更容易。孤立小电网的运行也是可能的，因为简化了网络构建，即所谓的黑启动。自换向变流器构造为具有大的直流电容器，其用于支持变换的电压。三相电流至直流电流或相反的变换通过通常具有两个串联连接的IGBT的开关进行，在所述两个IGBT之间分支交流。

在自换向变流器开关故障情况下，会发生在直流电容器中包含的能量突然经过开关放电。在此释放的能量导致开关的损坏并且由此导致变流器的损坏。

发明内容

本发明要的任务是，提出一种用于保护电部件免受以kA范围的过电流损坏的方法，利用所述方法可以至少减小通过电流存储器放电引起的损坏。

该任务通过开头提到的方法解决，其中按照本发明，旁路通过流过其的、超过在部件无故障运行时可达到的电流值的过电流断开，从而通过感性组件强制流过比通过旁路流动的剩余电流的更多的电流。

本发明从如下思路出发，即，感性组件可以缓冲例如通过电容器的突然放电引起的电流冲击，方式是，电能的一部分转换为磁和热能，从而由此减小通过电部件的尖峰电流。因为电感通常作为离散组件安装在电路中，所以其由此也在完全正常的开关运行中起作用，从而电感值总是表示在最大的保护作用、也就是损坏情况下的电流限制，和半导体的换向电路的仍要存在的电路电感之间的折衷。

如果感性组件及RL组合构造为非常大块的，例如对于在具有高能量的功率电子电路中的采用，则其非常不利地影响换向电路，因为由此导体环显著变大。非常大并且非常重地构造的RL组合的机械固定是开销大的。

然而如果如通过本发明所建议的那样，将感性组件在电部件的常规运行中通过旁路跨接，则感性组件不影响开关的换向电路或仅小范围地影响，从而在大块地构造感性组件的情况下电路电感也不会造成问题。通过在损坏情况下断开旁路，过电流被强制通过感性组件并且在那里部分地转换为磁能。感性组件由此仅在过电流情况下被采用。

尤其是在电容器放电的情况下在几毫秒内出现尖峰电流，从而当应当有效保护电部件时，非常快速断开旁路是重要的。为了实现这一点，旁路通过过电流本身断开，也就是过电流通过旁路流动导致旁路的断开和由此感性组件的有效性。由此可以弃用电流传感器和与之相连的用于断开旁路的开关。

为了减小电流峰值，不需要整个过电流通过感性组件流动并且贡献于保性磁场的构建。足够的是，至少大部分过电流通过感性组件流动并且剩余电流通过旁路流动。相应于机械开关完全断开旁路由此是不必要的，并且在过电流情况下强制通过感性组件的电流量可以通过旁路的导线特性调整。

感性组件可以是具有固定的电感值的无源电部件。这可以通过简单的导体环实现，例如以曲折或一个或多个电路绕组，例如线圈的形式。在常规的、也就是无故障的运行中，电流也可以通过感性组件流动，然而比在过电流情况下少。以这种方式，旁路和电感可以并联，由此通过旁路和感性组件流动的电流量的调整可以通过旁路的导线特性调整。

作为过电流，理解为超过在部件的无故障运行中可达到的例如5kA电流值的电流值。合适地，过电流至少为在无故障运行中可达到的最大电流值的两倍。过电流合适地为至少10kA，尤其是至少100kA。

旁路可以形成欧姆电阻，从而旁路和电感形成具有并联的RL单元的RL电路。过电流合适地间接地、例如通过加热或其他物理过程断开旁路。不必绝对保护电部件不受过电流损坏。当损坏被减小就足够。电部件可以是开关，尤其是IGBT。

在本发明的一个有利实施方式中，旁路的电导体构造为使得通过旁路流动的过电流将导体的温度合适地在最大10ms内，尤其是最大2ms内加热到至少150℃，尤其是至少300℃。过电流在此合适地是在无故障运行中可达到的最大值的十倍。在无故障运行中导体的温度在该几何情况下最大达到100℃。

断开旁路的一个可能性在于，旁路通过过电流被加热并且由此旁路的欧姆电阻变大。随着欧姆电阻变大，更大的电流强制通过感性组件。然而加热不应当导致旁路蒸发，因为由此形成离子化和击穿的问题。但是合适的是，在加热状态下旁路也保持固态。可以获得相对高的欧姆电阻，并且可以避免击穿。

断开旁路的另一种可能性在于，断开高压熔断器(hochspannungssicherung)。其用烟火技术断开电路或者说去除导体桥(leiterbrücke)并且立即以沙子填充形成的空间。该解决方案的优点是电路的高可靠性，然而其还是开销相当大的。

本发明还针对一种具有过电流缓冲器的电部件，其包括用于将电能转换为磁能的感性组件和与感性组件并联的旁路。

为了保护电部件免受过电流损坏，建议将旁路按照本发明构造为对电流进行开关的过电流开关，其通过流过其的、超过在无故障运行中可达到的电流值的过电流断开，从而比通过旁路的剩余电流更多的电流被强制通过感性组件流动。

待保护的电部件合适地与过电流缓冲器串联或者说与过电流缓冲器一起布置在短路电路中。电部件合适地包括与过电流缓冲器串联的开关，例如IGBT。感性组件合适地包括导体环，其通过旁路短路。导体环可以具有一个或多个曲折绕组或以线圈形式的一个或多个电路绕组。

有利地，旁路包括由冷导体形成的电流导体，其温度系数α大于感性组件的导体，例如铜的温度系数，尤其是至少双倍大，尤其是至少5倍大，更好地至少10倍大。可以涉及在20℃情况下的温度系数的大小。然而因为导体在运行中通常比室温热，所以特别有利的是，值涉及50℃的温度。有利的是，温度系数α随着高于20℃的温度增加。通过冷导体特性，旁路以及电路导体的欧姆电阻随着温度增加而增加，从而随着温度增加，过电流的更大分量必须流过感性组件。

用于电流导体的一个特别有利的材料是不锈钢。在温度增加时，不锈钢V2A的电的导体特性是特别有利的。

在本发明的另一个有利构造中，感性组件具有第一导体，所述第一导体具有带有环起点和环终点的导体环，其中环起点间接经过旁路与第二导体相连，而环终点直接与第二导体相连。通过导体环，可以建立电感。通过旁路，环起点在第二导体处被连接，由此感性组件或其至少一部分被跨接。环终点与第二导体相连，从而流过环终点的电流产生感应。作为导体，在以下理解为具有至少如铝那样的导电性能的电导体，尤其是铜导体。导体的几何结构合适地构造为，其电阻通过最大在常规运行中可达到的电流相对于无电流状态仅最小提高，例如最高以系数2，尤其是最高1.2。

当第二导体也具有带有环起点和环终点的导体环时，感性组件的电感可以变大。在此，两个导体的环起点合适地经过旁路互相连接以跨接感性组件。两个导体的两个环终点合适地互相直接相连，从而两个环形成感性组件。

尤其是在高电流应用中有利的是，感性组件的电导体构造为母线。母线，尤其是以扁平带形式，例如由铜构成的，具有大的导体横截面尤其是至少100mm2，尤其是至少500mm2。如果感性组件成型到扁平带中，例如通过切口成型到扁平带中，则可以弃用单独的感性组件。此外感性组件可以机械上非常稳定地锚定。

优选地，导体环在母线中成型为使得其位于母线的平面中。这合适地在两个导体的情况下或者说两条母线的情况下是这样。

当感性组件是作为螺线构造的导体环或以螺线形式的多个导体环，优选在每条母线中一个螺线时，可以实现稳定的构造和简单的制造的结合。

在高电流情况下，过电流缓冲器以及感性组件提供高的机械力。过电流缓冲器的高的机械强度可以通过如下实现：过电流缓冲器具有两个作为扁平导体形成的母线，其扁平地互相叠置。通过绷紧箍带(Spannverbund)，两条母线可以互相固定连接。

独立于感性组件的形状，有利的是，旁路和感性组件-组件的可能多个元件，如母线-通过绷紧箍带互相挤压。可以克服通过在故障情况下出现的磁场引起的这些组件互相的不期望的松开。组件互相的压力合适地为至少10N/cm²，尤其是至少50N/cm²。

感性组件可以从母线的范围形成。在两条母线之间的电连接合适地既通过旁路也通过导体元件进行，所述导体元件可以是单独的以及或两条母线之一的一部分。导体元件合适地是感性组件的部分。

同样，对于好的机械强度有益的是，感性组件具有两条母线或其部分，分别具有作为螺线构造的导体环，其中两个螺线互相叠置。两个螺线可以通过在绷紧箍带中的挤压而机械上互相固定相连。合适地，两个螺线在螺线内部直接互相连接并且分别在环起点经过旁路互相连接。由此可以简单地实现机械稳定的电感。

关于旁路的构造，有利的是，其作为板位于两条母线之间。在此合适的是，板最大是母线的一半厚，尤其是最大四分之一厚，由此板的材料在过电流情况下快速加热。

同样可以的是，旁路作为一个或多个条位于两条母线之间。条相对于板的优点在于，过电流必须通过其流动的导体横截面，在条情况下比在板情况下明显更小，从而旁路更快被加热。

为了克服过电流情况下旁路相对于两个导体或者说母线的不期望的运动，建议将旁路嵌入绝缘体中。

为了在过电流情况下的非常强的机械力的情况下能够简单地将旁路保持在其位置上，有利的是，旁路构造为U形片，其中两个U形腿的每一个扁平地位于母线上。旁路可以通过挤压到绷紧箍带中通过扁平布置U形腿可以非常牢固地保持在母线上。此外过电流强制通过具有相对于导体板更小的导体横截面的U形弧，从而可以实现U形弧的快速加热。

以相同的优点，在两条母线之间布置绝缘体，其中旁路围绕所述绝缘体。绝缘体可以利用旁路机械牢固地挤压。

如已经解释的，有利的是，过电流缓冲器具有两条母线，其经过旁路互相电相连并且在绷紧箍带中通过扁平挤压而机械上互相挤压。

特别有利的是，本发明可以应用于包含按照本发明的电部件的变流器模块中。变流器模块合适地包括两个用于将变流器模块连接到直流能量传输线的直流电流馈线。在直流电流馈线之间合适地布置电容器作为电流存储器。通过电部件与电容器的串联连接，可以缓冲来自于电容器的电流并且保护电部件。

变流器模块可以是具有多个变流器模块的变流器装置的部分，其中变流器模块按照2×3串联连接并且三个串联电路的外部接头分别形成变流器装置的一个直流电压侧。

至此给出的对本发明的优选构造的描述包含大量特征，所述特征在各个从属权利要求中部分地多个综合地给出。然而这些特征合适地也可以被单个考察并且综合为有意义的其他组合。尤其是可以按照从属权利要求将这些特征分别单个地和按照与按照本发明的方法以及与按照本发明的电部件任意合适的组合的方式进行组合。于是方法特征也可以作为相应的装置单元的特征来表达并且反之亦然。

上面描述的本发明的特征、特点和优点以及实现它们的方式，通过结合以下对实施例的描述将变得清楚和容易理解，参考附图对所述实施例详细解释。实施例用于解释本发明而不是将本发明限制到其中给出的特征组合，也不涉及功能性特征。此外每个实施例的合适的特征也可以单独地考察、从实施例中去除、补充到其他实施例中和/或与任意一个权利要求组合。

附图说明

图1示出了具有串联的多个HVDC功率模块的自换向变流器，

图2示出了具有两个开关、一个电容器、两个过电流缓冲器和一个旁路的的HVDC功率模块，

图3以示意图示出了图2的具有两条母线和一个旁路的过电流缓冲器，

图4示出了具有嵌入的感性组件和旁路片的两条母线的两个端部，

图5示出了图4的三个元件的组装的形式，

图6示出了用于过电流缓冲器的两个等效电路图，

图7示出了按照作为绝缘体中的条的替换形式的旁路，

图8示出了以U形片形式的另一个旁路，

图9以侧视图示出了图8的在两条母线之间的旁路，和

图10示出了母线S形布置为过电流缓冲器。

具体实施方式

图1示出了以用于将三相电流输入端4上的三相电流转换为直流电流输出端6上的直流电流或者反过来的自换向变流器形式的变流器装置2。变流器2具有多个作为变流器模块构造的电部件单元8，所述电部件单元8串联，从而三相电流输入端4上的三个三相电流相中的每一相分别经过一个链与直流电流输出端6的两个直流电流相相连。通过变流器模块的按照二乘以三并联的串联电路R1、R2、R3的布置，其中外部接头形成变流器装置2的直流电压侧，可以整流具有高的电流强度的高压。

分别在两个按照电压互相相反连接的串联电路R1、R2、R3之间具有中间接头，其形成三相电流输入端4的三个交流电压接头之一，也就是按照电势位于图1中在两个串联电路R1、R2、R3的上部的变流器模块8和下部的变流器模块之间。

变流器装置2的电部件单元8相同地构造并且在图2中详细示出。每个变流器模块8包括两个开关10，其分别构造为IGBT并且用于开关在kA范围的电流和在kV范围的电压。替换地，也可以仅存在一个开关10或多个开关10。两个开关10按照电势，串联地位于直流电压输出端12的两个极之间，其中交流电流输入端14的一个极与直流电压输出端12的一个极耦接并且另一个交流电流输入端14按照电势位于两个开关10之间。

在直流电压输出端12的两个极之间(其中输入端和输出端按照变流的电流方向来理解)连接了电容器16和两个过电流缓冲器20。在交流电压输出端14的两个极之间连接了旁路18。旁路18包含烟火装药器，用于发射(Einschieβen)柱塞(Stempel)以在变流器模块8故障情况下将交流电压输出端14的两个极短接。由未示出的监视器控制旁路18，所述监视器识别故障情况，例如两个开关10同时释放，从而电容器16经过两个开关10在内部短路中放电。监视器于是控制旁路18，从而变流器模块8被跨接并且从串联电路R1、R2、R3中被排除。控制电子电路识别变流器模块8的故障或失效并且相应地控制串联电路R1、R2、R3的其余的变流器模块8，使得电流方向在正常运行中继续。替换地，也可以考虑，将旁路18连接在直流电压输出端12的两个极之间，从而电容器16优选地经过旁路18放电。

图2中的电路仅示例性对于多个可能性，其中工作电压可以经过电部件、例如经过图2的电容器16崩溃并且通过过电流缓冲器可以实现保护效果。就此而言，本发明不限于如图2的装置。

图3以示意图示出了两个过电流缓冲器20之一。示出了两个电导体，其构造为具有数厘米宽的扁平带形的母线22。在两条母线22之间放置了隔离板，其在冷状态下用作旁路24并且两条母线22互相电相连。围绕由两条母线22和旁路24构成的包装的周围形成绷紧箍带26，其在图3中通过两个电绝缘的板28和在力作用方向上示出的箭头表示。通过绷紧箍带26，将两条母线22扁平地挤压到旁路24上并且由此机械上可靠地保持邻接。

图3中的示图示意性示出了过电流缓冲器20的结构，其中两条母线经过布置于其间的旁路24电相连。具体地，过电流缓冲器可以具有其他几何结构和布置。具体的几何结构和布置在以下附图中示出。

在图4中示出两条母线22的端部的构造。在两条母线22中分别引入一个螺线形的导体环30，其通过在相应的母线22中的切口32而制成。在导体遵循虚线示出的线的情况下，每个导体环30形成一个螺旋，通过所述螺旋，通过相应流动的电流产生感应。

在图4中左边示出的导体环30的下面示出了分隔物或旁路24a。其在该实施例中由平的不锈钢构成，其在中部具有按照片状窗形式的开口34。旁路24a的材料具有也称作温度系数α的温度因数(Temperaturbeiwert)，其是铜的温度系数的至少三倍，两个值都涉及室温。特殊地，旁路24a由不锈钢V2A制造。

在图4右边示出的导体环30下部示出了导体元件36，其如两条母线22一样由铜制造。导体元件36的厚度与旁路24a的板的厚度匹配并且在两种情况为1mm。导体元件36配合到旁路24a的窗形开口34中并且至少最大程度塞满所述开口。

在图4中示出的四个元件在图5中如图3所示叠置地示出。为清楚起见不用绷紧箍带26的两个板28。最下面是从左边而来的母线22以及其导体环30。其上是钢板和插入开口34中的导体元件36。其上又是向右引导的母线22以及其导体环30。两个导体环30及母线22在该范围中形成感性组件38。

通过旁路24a，两个导体环30的两个环起点互相直接电相连。环起点在此是如下位置，在所述位置处，母线22的导线横截面变小并且深入导体环30中。环终点，在该情况下也就是导体环30的螺线的内部端点，经过导体元件36与另一条母线22的环终点电相连。

在冷状态中，也就是在室温或最多100℃的温度，电流从一条母线22通过旁路24a流到另一条母线，如图5中通过虚线箭头所示。电流方向在此是不重要的。

在此虽然原则上存在如下可能性：电流沿着图4示出的箭头行进，也就是通过左边的母线22的导体环30，向上通过导体元件流到右边母线的螺线环的内部并且从那里进一步向右流到绕组中。然而具有基本上两个绕组的这样的电流路径是高感抗，从而电流大部分如图5所示通过旁路24a行进。电流从左边的母线22向右通过旁路24a行进，如图5中两个箭头的密集虚线段所示。然后，电流在右上方的母线22进一步向右行进。除绕组形流动的电流的小部分之外，电流的绝大部分低感应地通过过电流缓冲器20流动。

在作为变流器模块构造的电部件单元8的常规运行中，具有不同的电流强度的电流通过过电流缓冲器20流动，其中在常规运行中最大发生的电流选择在图5中示出的电流路径。母线22的横截面和旁路24a的材料选择和几何结构构造为，使得旁路24a对于电流仅构成小欧姆电阻。然而旁路24a的材料比电导体或母线22的材料具有明显更大的电阻率，从而通过过电流缓冲器20的电流还具有一定的损耗功率。这导致旁路24a的发热，其中形成的热与从两条母线22排出的热均衡，从而在最大电流中设立的温度小到使得损耗功率允许图5所示的电流路径。

然而如果电流上升超过在常规运行中最大可能的电流，也就是电流变成过电流，则旁路24a的温度继续增加。相应于旁路24a的材料的温度系数α，损耗功率现在不仅平方地随着电流提高，而且相应地更强烈通过同样增加的电阻而提高。温度系数α为铜的温度系数的十倍多。

旁路24a的电阻和温度系数α以及几何结构，尤其是那些部分(通过所述部分，电流的大部分通过过电流缓冲器20或旁路24a流动)的导体横截面，此时设置为，旁路24a的温度在常规运行中最大可能的电流的情况下保持如此低，使得电流路径通过旁路24a保持不变，例如如图5所示。

另一方面，在过电流情况下从定义的例如常规最大电流的50倍起、尤其是10倍，旁路24a的温度就已经强烈升高，使得导电性能强烈下降，从而至少大部分电流不再通过旁路24a通过。过电流的大部分此时通过过电流缓冲器20的感性组件38引导，如通过图4中虚线箭头所示。在两条母线22之间的路径在此通过导体元件36完成。旁路24a此时断开，其中过电流的小部分还可以通过旁路24a流动，因为其还具有一定的导电能力。通过该特性，旁路24a是对电流进行开关的过电流开关，也就是基于通过其流动的电流而进行开关的开关。

旁路24a的几何结构构造为，在通过过电流缓冲器20a流动的具有是常规最大电流50倍、尤其是10倍的电流强度的过电流的情况下，旁路24a的温度在1ms内上升到至少300℃。此外旁路24a的电阻在相同时间内增加到最大常规值的至少10倍。旁路24a由此变成对电流进行开关的过电流开关，其在这样的过电流情况下断开。

在图6中在上部区域中对于正常运行并且在下部区域中对于故障情况，也就是过电流运行示出过电流缓冲器20的等效电路图。电阻R1是两条母线22的欧姆电阻并且电阻R2是旁路24a的欧姆电阻。感性组件L是感性组件38的那个、也就是具有导体元件36的两条母线22的两个导体环30。在正常运行中电流如图5所示流动并且旁路24a的电阻R2是两条母线22的欧姆电阻之外的附加欧姆电阻，然而在冷的旁路24a的情况下小。两条母线22的电阻R1也小。同样，感性组件38的电感L也小，因为电流至少最主要地不经过环(schleifenfrei)通过旁路24a流动而不通过并联布置的感性组件38流动。

在故障情况下旁路24a的电阻R₂非常强烈增加，从而通过旁路24a的电流流动几乎不起作用。通过电阻R₂的路径由此阻断并且去掉。两条母线22的电阻R₁稍大，因为电流路径变长并且导线横截面在导体环30中小于通过母线22的其余区域。然而电感L通过如图4所示的电流的环形流动而极大增加。感性组件38发挥其感抗，通过所述感抗，电能的一部分转换为围绕或穿过感性组件38的磁能。电流峰值的电流强度由此下降并且对开关10或整个电部件单元8的损坏变小。磁能首先在下降的电流，也就是低于电流峰值的情况下，又转换为电能并且由此传播其电流脉冲。因为电流脉冲的持续时间明显没有过电流的最大电流强度关键，所以磁能到电能的该回转是较小的，因为前面在电容器中存储的能量的大部分已经被转换为热损耗(欧姆损耗)。剩余的磁能又回转为电能，以便然后重新转换为磁能。该衰减的周期性振荡一直存在直到基本上整个能量被转换为热损耗。

图7示出了具有在绝缘体42中嵌入的旁路24b的另一种布置的过电流缓冲器20b。以下描述基本上限于与前面的实施例的区别，关于相同的特征和功能参考前面的实施例。基本上相同的部件原则上利用相同的附图标记表示并且没有提到的特征在以下各个实施例中采用前面的描述而不重新描述。

在图7中类似于图5示出了左边和右边的母线22和在其螺线形导体环30的中心的导体元件36。替代图4和5中的不锈钢板，在母线22的端部布置以电绝缘板形式的绝缘体42，其又包含与旁路24a一样的开口34。在开口34中具有导体元件36，其类似于旁路24a，在考虑绷紧箍带的全部挤压的情况下，近似与绝缘体42一样厚。

旁路24b减少到金属条，其布置在绝缘体42的凹槽44内。旁路24b以及金属条的厚度与绝缘体42的厚度相同。此时在该结构上布置图5的右边母线22，然而其在图7中为清楚起见没有示出。

通过旁路24b的电流路径基本上与图5的相同，然而其中旁路24b的导体横截面相对于旁路24a的明显减小。优点是，旁路24b的材料在过电流情况下明显更快发热，从而旁路24b快速断开并且过电流快速强制通过两个导体环30，也就是感应38。相应地，图6的电阻R1在常规运行中大于图4或图5的旁路24a的情况。较大的电损耗可能必须通过相应的冷却元件冷却。

具有另外的几何结构的旁路24c的另一个过电流缓冲器20c在图8中从上部并且在图9中从侧面示出。旁路24c构造为不锈钢U形片，其U形两面地包围绝缘体48的边。旁路24c的U形片的两个边分别夹在绝缘体48和母线22之间。在外侧布置绷紧箍带26的两个板28，其在图8中为清楚起见没有被示出。

该几何结构的优点是，旁路24c利用U形的两个边牢固地夹入绷紧箍带26中，从而其在强的感应磁场的情况下也不会从其位置被挤出。此外，通过旁路的U形弧形成的导体横截面相当小，从而利用该几何结构实现在过电流情况下快速开关的旁路46。此外可以从外部相当容易地冷却损耗功率。

图10示出了与图3类似的过电流缓冲器，然而其中应用了图8或图9的旁路24c。然而两条母线22d按照U形弧围绕两个绝缘体50引导，在绝缘体50的相应机械锚定的情况下，所述绝缘体防止上面的母线22d向左移动或下面的母线22d向右移动。由此除了具有其两个板28的绷紧箍带26，还可以实现过电流缓冲器20d的非常稳定的机械固定。

附图标记列表

2 变流器装置

4 三相电流输入端

6 直流电流输出端

8 电部件单元

10 开关

12 直流电压输出端

14 交流电流输入端

16 电容器

18 旁路

20a-d 过电流缓冲器

22 母线

24a-c 旁路

26 绷紧箍带

28 板

30 导体环

32 切口

34 开口

36 导体元件

38 电感

42 绝缘体

44 凹槽

48 绝缘体

50 绝缘体

Claims (15)

1.一种用于保护电部件(8)免受过电流损坏的方法，其中感性组件(38)将电能转换为磁能和热能，其中旁路(24，24a-c)在部件(8)的常规运行中跨接感性组件(38)并且电流经过旁路(24，24a-c)流动，

其特征在于，

旁路(24，24a-c)通过流过其的、超过在部件(8)无故障运行时可达到的电流值的过电流断开，从而通过感性组件(38)强制流过比通过旁路(24，24a-c)流动的剩余电流的更多的电流。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述旁路(24，24a-c)通过过电流被加热并且在加热的状态中在与常规运行中相同的路径上也引导过电流的一部分。

3.一种具有过电流缓冲器(20a-d)的电部件(8)，其包括用于将电能转换为磁能的感性组件(38)和与感性组件(38)并联的旁路(24，24a-c)，其特征在于，

旁路(24，24a-c)构造为对电流进行开关的过电流开关，其通过流过其的、超过在无故障运行中可达到的电流值的过电流断开，从而比通过旁路(24，24a-c)的剩余电流更多的电流被强制通过感性组件(38)流动。

4.根据权利要求3所述的电部件(8)，其特征在于，

所述旁路(24，24a-c)包括由冷导体形成的电流导体，其温度系数α是感性组件(38)的导体的至少双倍大，尤其是10倍大。

5.根据权利要求3或4所述的电部件(8)，其特征在于，

所述感性组件(38)具有第一导体，所述第一导体具有带有环起点和环终点的导体环(30)，其中环起点间接经过旁路(24，24a-c)与第二导体相连，而环终点直接与第二导体相连。

6.根据权利要求5所述的电部件(8)，其特征在于，

所述第二导体具有带有环起点和环终点的导体环(30)，两个导体的环起点经过旁路(24，24a-c)互相连接并且两个导体的两个环终点互相直接相连。

7.根据权利要求3至6中任一项所述的电部件(8)，其特征在于，

所述感性组件(38)具有以扁平带形式构造的母线(22,22d)，其中所述感性组件(38)通过在所述扁平带中的切口(32)而制成。

8.根据权利要求3至7中任一项所述的电部件(8)，其特征在于，

所述过电流缓冲器(20a-d)具有两个作为扁平导体形成的母线(20，22d)，其扁平地互相叠置、形成所述感性组件(38)并且既通过旁路(24，24a-c)又借助是所述感性组件(38)的一部分的导体互相连接。

9.根据权利要求3至8中任一项所述的电部件(8)，其特征在于，

所述感性组件(38)具有两条母线(20，22d)，分别具有作为螺线构造的导体环(30)，两个螺线互相叠置并且在螺线内部直接互相连接并且分别在环起点经过旁路(24，24a-c)互相连接。

10.根据权利要求8或9所述的电部件(8)，其特征在于，

所述旁路(24a)作为板位于两条母线(22)之间。

11.根据权利要求8或9所述的电部件(8)，其特征在于，

旁路(24b)作为条位于两条母线(22)之间。

12.根据权利要求8至11中任一项所述的电部件(8)，其特征在于，

所述旁路(24c)构造为U形片并且两个U形腿的每一个扁平地位于母线(22，22d)上。

13.根据权利要求8至12中任一项所述的电部件(8)，其特征在于，

在两条母线(22，22d)之间布置绝缘体(48)并且所述旁路(24c)围绕所述绝缘体。

14.根据权利要求3至13中任一项所述的电部件(8)，其特征在于，

所述过电流缓冲器(20a-d)具有两条母线(20，22d)，其经过旁路(24，24a-c)互相电相连并且在绷紧箍带(26)中通过扁平挤压而以机械方式挤压到彼此之上。

15.一种变流器模块，其包含按照权利要求3至14中任一项所述的电部件(8)、两个直流电流馈线和在直流电流馈线之间布置的、与电部件(8)串联的电容器(16)。