CN109417282A - 半导体切断设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半导体电流切断设备(2)，包括：具有包括能量吸收构件(6)的第一支路(4)和包括半导体开关(10)的第二支路(8)的电路(C)，其中半导体开关与第一支路并联连接；用于测量设备的连接端子(2.1，2.2)处的电流强度(I)的测量装置(3)；以及用于控制开关(10)的电子控制单元(18)，该电子控制单元被编程为在所述测量装置所测量的电流强度(I)到达预定值时控制断开该半导体开关，然后该设备将从导通状态切换为切断状态。电路(C)包括具有机械开关(16)的第三支路(14)。电子控制单元(18)被编程为使得设备从切断状态切换为导通状态时在机械开关(16)之前闭合半导体开关(10)，并且在设备从导通状态切换为切断状态时在机械开关(16)之后断开半导体开关。

Description

半导体切断设备

技术领域

本发明涉及一种半导体电流切断设备。

背景技术

如在EP-A-0,513,346中所述，半导体切断设备包括两个电连接端子，其中，第一端子连接到发生器，并且第二端子连接到电气部件，该电气部件被称为负载。该设备包括具有并联连接的两个支路的电路，第一支路包括半导体开关，第二支路包括能量吸收器，例如变阻器。设备还包括用于测量设备的一个端子处的电流强度的测量装置以及开关的电子控制单元。在正常工作条件下，开关是闭合的并且提供发生器与负载之间的连接。当检测到过流时，开关断开，并且电能在能量吸收器内耗散。

根据限定，半导体开关是有时具有高强度的相对不良导体。因此，该类型设备的一个缺点是当开关闭合时由开关所耗散的能量相对较高。从而，向负载提供的电流强度按比例相当低。因此，实际上，不将该设备做工业用途。

针对该问题的一个明显的解决方案是使用机械开关(例如机电继电器)来代替半导体开关。在该类型应用中，电磁继电器包括一对固定触点和一对移动触点。在闭合期间，移动触点在某个过渡时段内不可避免地相对于移动触点“回弹”。这称为回弹现象，该回弹现象取决于应用的类型而或多或少明显。在过渡时段内，没有明确地建立接触，并且尤其是在电流强度非常强时，开关的移动触点与固定触点之间可能出现电弧。这些电弧会损坏开关的接触表面。金属的温度在电弧发出的热量的影响下甚至可能达到熔点，从而以与使用电弧焊接方法得到的效果相类似的方式，触点变得相互接合。

发明内容

更具体地，本发明旨在通过提出一种半导体切断设备来克服这些缺点，该半导体切断设备更鲁棒，并且在接通状态下提供更好的电连接。

为此，本发明涉及半导体电流切断设备，包括：

电路，该电路包括具有能量吸收构件的第一支路、具有半导体开关的第二支路以及具有机械开关的第三支路，该半导体开关与第一支路并联连接，该第三支路与第二支路并联连接；

测量装置，用于测量设备的端子处的电流强度；

开关的电子控制单元，被编程为在测量装置所测量的电流强度达到预定值时控制断开半导体开关，然后设备从导通状态切换为其中电流被能量吸收构件吸收的切断状态，电子控制单元控制机械开关的断开和关闭，电子控制单元被编程为使得在设备从导通状态切换为切断状态时在机械开关之后断开半导体开关。

根据本发明，电子控制单元被编程为使得在设备从切断状态切换为导通状态时在机械开关之前关闭半导体开关。

在本发明中，在没有明确建立机械开关的电流时，并且因此特别是在过渡回弹时段内，电流流过半导体开关。因此，在过渡回弹时段内，机械开关两端的电压非常弱，或者甚至为零。因此，在机械开关的触点之间没有出现电弧的风险。

此外，在需要电流切断时，在机械开关的断开顺序结束后的某一时段内，半导体开关保持闭合。这使得可以在机械开关的固定触点与移动触点之间获得空气消电离作用。断开时的这种顺序具体地可以从EP 2,801,994A1和US 5,650,901得知。

实际上，EP 2,801,994A1公开了一种半导体电流切断设备，其中，开关在机械开关之后断开，以防止在机械开关的固定触点和移动触点之间形成电弧。

接着US 5,650,901公开了一种用于三相分配系统的切断电路。该电路针对每个相位包括根据权利要求1的前序部分所述的切断设备。当分配系统中(特别是在相位处)出现故障时，至少在某一时间段内，相对应的切断设备的机械开关断开，并且半导体开关保持闭合。

相反，这两个文件都没有解决断开顺序的问题，特别是处理在机械开关内的电接触没有完全建立的过渡回弹时段的问题。因此，针对设备的每个闭合顺序，可能形成能够损坏机械开关的电弧。因为这些现有设备对断开顺序和闭合顺序的重复更敏感，因此这些现有设备随着时间推移明显是不太鲁棒的。

根据本发明的有利但是可选的方面，切断设备可以包括在考虑任何技术上可允许的组合下的一个或多个以下特征：

机械开关包括固定部、在断开位置与闭合位置之间移动的移动部、以及用于测量移动部相对于固定部的位置的测量装置，该测量装置连接至电子控制单元，并且电子控制单元被编程为在向闭合位置移动的移动部到达第一阈值位置时闭合半导体开关。因此，在过渡时段开始前尽可能晚地关闭半导体开关，以防止电流流过开关太长时间，并且因此开关变得更快损坏。相对于机械开关的闭合时间，半导体开关的闭合时间非常短。例如，半导体开关的闭合时间约为1微秒，而传统的机械开关的闭合时间在5毫秒至25毫秒之间。实际中，在移动触点靠近固定触点之前，即，在出现电弧的风险变大之前，闭合半导体开关。因此，在触点之间的距离低于阈值时，闭合半导体开关。归因于测量装置提供的位置测量，电子控制单元动态计算该距离。

第一阈值位置被限定为使得开关的闭合与机械开关的闭合之间的第一时段在100微秒至1毫秒之间。

电子控制单元被编程以在从向断开位置移动的移动部到达第二阈值位置的时刻起的第二时段之后断开半导体开关，第二阈值位置被限定为使得第二时段小于1毫秒，尤其在10微秒至100微秒之间。这可以在对固定触点与移动触点之间的空气量去电离所需要的时间内有利地防止电流流过机械开关，因此，避免再燃弧该开关，即，避免在移动触点与固定触点之间生成电弧。

能量吸收构件是可移除的。这可以在能量吸收构件的操作退化时，例如在使用很多次后，替换能量吸收构件，从而避免替换整个切断设备。

机械开关包括设置有排斥盘的移动部和排斥线圈。该排斥线圈在供电时会与排斥盘相互排斥，然后移动部分从闭合位置移向断开位置。这可以使得机械开关快速断开。例如，该开关的断开时间约为200微秒，而传统机械开关的断开时间在5毫秒至25毫秒之间。因此，在检测到过流时尽快断开设备，以便在故障电流的作用下负载被导电时间尽量短。

机械开关的断开时间少于1毫秒，尤其约为200微秒。

电路包括与第三支路共享节点并且与第一支路和第二支路共享节点的第四支路，该第四支路包括另一个机械开关。

电路包括将设备的电连接端子连接到电路的第一支路至第三支路的第四支路，该第四支路包括另一个机械开关。

该另一个机械开关的尺寸设置为在设备的第一连接端子与第二连接端子之间提供电绝缘。

设备包括两个电连接端子，其中一个电连接端子供连接到DC电源。

附图说明

根据以下对半导体电流切断设备的两个实施方式根据其原理的描述，本发明及其其他优点将更清楚地显现，该描述仅作为示例提供并且参考附图进行，其中：

图1是根据本发明的第一实施方式的切断设备的电路图；

图2是属于图1中的切断设备的机械开关的截面图，所示出的机械开关处于断开位置；

图3是相比于图2的处于闭合位置的机械开关的截面图；

图4包括三个曲线图，分别表示在切断设备的闭合顺序中图2和图3中的机械开关的控制信号S16、图2和图3中的机械开关的移动部相对于固定部的位置P16、以及属于图1的切断设备的半导体开关的控制信号S10随时间的变化；

图5包括四个曲线图，分别表示在设备的闭合顺序中图2和图3中的机械开关的控制信号S16、流经属于图1中的切断设备的另一机械开关的电流强度I12、流经设备的半导体开关的电流强度I10、以及流经图2和图3中的机械开关的电流强度I16随时间的变化；

图6包括在图1的切断设备的断开顺序中与图4中相同的属性的三个曲线图；

图7包括五个示意图，分别示出了在切断设备的断开顺序中与图5中相同的属性随时间的变化，以及另外地，流经图1的切断设备的能量吸收构件的强度I6随时间的变化；

图8是在与切断设备分开的配置中示出的能量吸收器的透视图；以及

图9是相比于图1的根据本发明的第二实施方式的半导体切断设备的示意图。

具体实施方式

图1示出了半导体电流切断设备2。该设备2是旨在被嵌入到待保护电路中的电气保护装置。设备2包括两个电连接端子，分别是2.1和2.2。端子2.1可以连接到电源，而端子2.2可以连接到电负载。或者，端子2.1可以连接到电负载，而端子2.2可以连接到电源。因此，可以理解，切断设备2是双向设备。

通常，电源是DC电源，即，电压不依赖于时间的电源。

切断设备2包括具有第一支路4的电路C，该第一支路4具有能量吸收构件6。能量吸收构件6包括可以串联和/或并联连接的一个或多个下述元件：

串联和/或并联连接的一个或多个变阻器；

串联和/或并联连接的一个或多个齐纳二极管/分立式钳位二极管；

串联和/或并联连接的一个或多个气体放电管；

串联和/或并联连接的一个或多个电阻；和

串联和/或并联连接一个或多个电容器。

电路C还包括具有与电路C的第一支路4并联连接的半导体开关10的第二支路8。开关10包括可以串联和/或并联连接的一个或多个下述电子部件：

一个或多个晶闸管，尤其是门极可关断(GTO)类型的晶闸管；

一个或多个二极管；以及

一个或多个晶体管，尤其是金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)类型的晶体管。

电路C包括具有机械开关16的第三支路14。该第三支路14与第二支路8和第一支路4并联连接。

有利地，电路C包括与第三支路14共享节点并与支路4和8共享节点的第四支路13。第四支路13将设备2的端子2.1连接至电路C的支路4和8。该第四支路13包括与半导体开关10和能量吸收构件6串联连接的另一个机械开关12.

机械开关12的尺寸设置成在设备2的连接端子2.1与2.2之间提供电隔离。实际上，机械开关12在连接端子2.1与2.2之间强加了物理距离，该物理距离大于1.5毫米，优选地约为3毫米。开关12对于实现本发明是可选的。

机械开关16的结构在图2和图3中可见。

如这些图所示，机械开关16包括框架160、一对固定触点168和一对移动触点166。移动触点166安装在由电绝缘材料制成的触点支持部164.0上。

机械开关16包括容纳在框架160内的电磁致动器。该致动器包括具有保持架162.1的固定部162、以及能够在图2中示出的断开位置与图3中示出的闭合位置之间沿着轴X16移动的移动部164，在保持架162.1内设置有能够产生磁场的线圈162.2。该移动部164包括触点支持部164.0、中心轴164.1、围绕轴164.1的中心部分固定的磁芯164.2以及排斥盘164.3。触点支持部164.0和排斥盘164.3被固定在轴164.1的相对两端。

框架160也容纳有排斥线圈170，排斥线圈170在供以直流电时与排斥盘164.3相互排斥，这会导致致动器的移动部164从闭合位置移向断开位置。

当机械开关16接收到闭合控制信号时，线圈162.2被供以直流电，并且线圈162.2产生被定向以使得移动部164的磁芯164.2移动的磁场。移动部164接着从图2的位置移向图3的位置，在图3中，移动触点166接触固定触点168。因此，在没有向线圈162.2供电时，开关16的电触点是常开的。这被称为非接触拓扑。

机械开关16包括用于测量移动部164相对于固定部162的位置P16的测量装置172。在该示例中，测量装置172是光电传感器。

当机械开关16收到断开控制信号时，排斥线圈170被供电，并且排斥线圈170产生被定向以沿着与开关16的固定触点168相对的方向对排斥盘164.3进行排斥的磁场。相比于其中通过机械元件(例如弹簧)来使得移动部返回到断开位置的传统电磁致动器而言，使用磁性排斥来断开开关16可以得到非常快的断开时间。实际上，所测量的从发送断开命令的时刻至电接触实际断开的时刻之间的断开时间要远远小于1毫秒。

切断设备2还包括与电路C的每一个部件相连接的电子控制单元18。因此，电子控制单元18能够发送控制信号以断开和闭合开关12和16，以及断开和闭合开关10。这些控制信号在图1中分别示出为S12、S16和S10。在该示例中，在相对应的机械开关或半导体开关闭合时，信号S12、S16和S10取值为“1”，并且在相对应的机械开关或半导体开关断开时，信号S12、S16和S10取值为“0”。

电子控制单元18连接到机械开关16，并且具体地连接到测量装置172，以动态收集致动器的移动部164相对于固定部162的位置P16。

电子控制单元18也连接到能量吸收构件6和半导体开关10，以动态获得能量吸收构件6的温度T6和半导体开关10的温度T10。这使得可以通过检测任何过热来监测能量吸收构件6和半导体开关10的运行状态。

此外，电子控制单元18连接到另一机械开关12，以收集开关12的状态P12。开关12的状态P12例如是以二进制信号的形式发送。当开关12断开时，该信号为0，并且当开关12闭合时，该信号为1。

设备2包括用于测量设备2的输入端处，即连接端子2.1处的强度I的测量装置3。测量装置3是不断向电子控制单元18发送表示所测量的强度I的电信号的电流表。可替代地，可以测量端子2.2处的强度。有利地，设备2还包括用于测量设备2的输入端处的电压即电势的电压表。

切断设备2可以呈现两种状态，一种状态是电流在两个电连接端子2.1与2.2之间流通的导通状态，另一种状态是电流被能量吸收构件6吸收并且没有电流在电连接端子2.1与2.2之间流通的切断状态。当测量装置3所测量的电流强度I达到预定值时，设备从导通状态切换为切断状态。

有利地，设备2包括使得可以将设备2的状态传送给外部人员(例如操作者)的用户接口20。用户接口20可以包括任何类型的可视化通信装置，例如发光二极管(LED)或屏幕。该屏幕可以是触敏的。用户接口20也可以包括触敏式通信装置，例如控制按钮。

在本文件中，如果没有明确表示，与机械开关12和16有关的或者与半导体开关10相关的术语“断开”和“闭合”与正在讨论的机械开关或半导体开关的状态相对应，而非断开或闭合动作。

下面将结合图4和图5详细描述切断设备2的闭合顺序

在时刻t0，机械开关16的控制信号S16取值为1，这表示请求闭合机械开关16。在后面的时刻t1，开关16的电磁致动器的移动部164开始沿着轴X16移动。时刻t0至t1之间的时间间隔对应于开关16的反应时间。

在后面的时刻t2，移动部164接着向闭合位置移动，到达阈值位置P16a。在该时刻t2，半导体开关10的控制信号S10进入状态“1”，这表示请求闭合半导体开关10。半导体开关10的闭合时间相对于机械开关16的闭合时间而言非常快。因此，在本示例中，半导体开关10被认为在时刻t2闭合。

在后面的时刻t3，机械开关16完全闭合，即，移动触点166抵靠在固定触点168上。

因此，电子控制单元18被编程为使得当设备2从切断状态切换为导通状态时，在机械开关16之前闭合半导体开关10。这表示半导体开关10在机械开关16之前切换到闭合状态。

阈值位置P16a被限定为使得半导体开关10的闭合至机械开关16的闭合之间经过的时段Δt1，即，时刻t2至t3之间经过的时段在100微秒至1毫秒之间。

如图5所示，直到时刻t2为止，没有电流流过切断设备2。时段Δt1对应于或至少包括机械开关16的过渡闭合时段。该过渡时段以特性回弹现象为特征，在该过渡时段之后，移动触点166相对于固定触点168回弹。

在该过渡时段内在机械开关两端施加高电压可能不利于开关的操作，因为在一对触点之间可能出现电弧。这些电弧会损坏触点表面，或者甚至在固定触点与移动触点之间产生焊点。然而，在时刻t2至t3之间，切断设备2的输入端处的电流一直流过机械开关12和半导体开关10。实际上，固定触点168与移动触点166.1之间的空气量的电阻大于开关10的电阻，因此，电流更偏向于流过电路C的支路8而非支路14。因此，在时刻t2至t3之间，很小的电压或没有电压施加在机械开关16的两端。因此，可以在没有电弧形成风险的情况下完成“回弹”过渡时段。

在时刻t3，机械开关16完全闭合。然后，切断设备2的输入端处的几乎所有电流流过机械开关16，其优点在于对电流流通具有准零电阻。可以看出，半导体开关10仅在与时刻t3至时刻t2之间的时间差相对应的过渡时段期间传导电流。因此，半导体开关10不像EP-A-0,513,346中所教导的那样长时间地运行，使得通过半导体开关10所耗散的热能相对较少。

以下结合图6和图7来描述切断设备2的断开顺序。当电连接端子2.1处的强度I达到其内安装有切断设备2的电路的危险阈值时，电子控制单元18自动命令断开切断设备2。例如，电子控制单元18可以被编程为动态比较强度I与预定阈值。

在该示例中，假设在时刻t4处，强度I超过阈值。然后电子控制单元18命令断开设备2。开关16的控制信号S16从状态“1”切换为状态“0”，这表示请求断开机械开关16。

在后面的时刻t5，开关16的电磁致动器的移动部164开始从其闭合位置移向断开位置。

在后面的时刻t6，向断开位置移动的移动部164到达第二阈值位置P16b。

在后面的时刻t6’，机械开关16完全断开。接着电流全部流过机械开关12和半导体开关10，在切断设备2处于导通状态时，即使没有电流流过这两个开关，这两个开关也都保持导通。实际上，开关10相对于开关16具有相对高的电阻。

在后面的时刻t7，半导体开关10断开。接着所有电流进入具有能量吸收器6的第一支路4。如图7底部的图所示，电流接着在能量吸收器6内以热能的形式耗散。在能量吸收构件6是变阻器的示例中，当电流强度高时，能量吸收构件6的电阻甚至更大。然后可以在能量吸收构件6的两端得到非常高的电压，这导致在支路4中流通的电流减少并最终被抵消，并进一步地抵消了在端子2.1和2.2之间流通的电流。

因此，电子控制单元18被编程为在机械开关16之后断开半导体开关10。这表示半导体开关10在机械开关16之后切换到断开状态。

更具体地，电子控制单元18被编程为在从向断开位置移动的移动部164到达第二阈值位置P16b的时刻t6起的第二时段Δt2之后，断开半导体开关10。第二阈值位置P16b被限定为使得限定为时刻t6至t7之间的时间差的第二时段Δt2小于1毫秒，尤其是在10微秒至100微秒之间。这使得可以在对固定触点168与移动触点166.1之间的空气量去电离所需的时间内，引导电流流向支路8。因此，避免开关16再燃弧，即，避免在移动触点与固定触点之间生成电弧。

如图8所示，能量吸收构件6优选地是可移除的。在该图中，能量吸收构件6由壳体示出，该壳体设置有旨在连接到切断设备2的支撑部200的相应电源插座202的四个插头60。当能量吸收构件6损坏时，能量吸收构件6可以被替换为新的构件。归因于温度测量T6，可以在设备2的整个使用期间评估能量吸收构件6的损耗。实际上，能量吸收器6突然的温度上升对应于设备转换为切断状态。接着，单元18能够计算并且在存储器中保存设备2完成的电流切断的数量。此外，电子控制单元18能够通过电流测量I来在每一次切断之后计算能量吸收器6所耗散的能量，并且能够检测吸收器6的异常过热。基于此，当需要将能量吸收器6替换为新的部件时，可以发出警报信号。

图9示出了根据本发明的第二实施方式的切断设备。为了简洁，下文中仅描述第二实施方式相对于第一实施方式的差异。根据第二实施方式的切断设备的电子部件与根据第一实施方式的切断设备中所使用的电子部件相同。因此，在这两个实施方式中使用相同的附图标记。

根据第二实施方式的切断设备2与前述切断设备的区别是：包括机械开关12的支路13将端子2.1连接至电路C的支路4、支路8和支路14。因此，支路13与支路4、支路8和支路14共享节点。

尽管布线不同，但根据该第二实施方式的切断设备2以与图1的切断设备2类似的方式进行操作。

不考虑前述内容，相对于在设备2的断开和闭合期间对半导体开关10和机械开关12的控制，能量吸收构件6的可移除属性可以作为前景。

实际上，在现有技术中，当能量吸收构件(即，通常为变阻器)损坏时，因为能量吸收构件没有被设置为可替换，所以改变了整个切断设备。这显然花费很高。因此，这里的想法是提出一种能够易于维修同时使用寿命增长的半导体电流切断设备2。在图1至图9中示出了这样的半导体电流切断设备2的两个实施方式。

该半导体电流切断设备2还包括：

电路C，包括有具有能量吸收构件6的第一支路4和具有半导体开关10的第二支路8，半导体开关10与第一支路4并联连接；

测量装置3，用于测量设备的端子2.1或2.2处的电流强度；以及

开关10的电子控制单元18，被编程以在测量装置3所测量的电流强度I达到预定值时控制断开半导体开关10，然后，该设备从导通状态切换为其中电流被能量吸收构件所吸收的切断状态。

在该实施方式中，切断设备2的特征在于能量吸收构件6是可移除的。

有利地，能量吸收构件6包括壳体，该壳体设置有旨在连接至切断设备2的支撑部200的相应电源插座202的四个插头60。

优选地，能量吸收构件6还包括形成机械防错系统的连接装置，该装置防止将随便任何能量吸收构件连接至电路C。机械连接防错系统是公知的，因此没有详细描述实施用于连接能量吸收构件6的机械防错系统。

优选地，电子控制单元18能够动态(即，实时地)收集能量吸收构件6的温度T6，以及可选择地收集半导体开关10的温度T10。这使得可以通过检测任何过热来监测能量吸收构件6的运行状态，以及潜在地监测半导体开关10的运行状态。

当能量吸收构件6损坏时，该能量吸收构件6可以被替换为新的构件。归因于温度测量T6，能量吸收构件6的损耗可以在设备2的整个使用期间被评估。实际上，能量吸收器6突然的温度上升对应于设备转换为切断状态。接着，单元18能够计算并且在存储器中保存设备2完成的电流切断的数量。此外，电子控制单元18能够通过电流测量I来在每一次切断之后计算能量吸收器6所耗散的能量，并且能够检测吸收器6的异常过热。基于此，当需要将能量吸收器6替换为新的部件时，可以发出警报信号。

另外地，根据有利但是可选的方面，设备可以包括在任何技术上可允许的组合下考虑的一个或多个以下特征：

电路C包括具有机械开关16的第三支路14，该第三支路14与第二支路8并联连接。

机械开关16的断开和闭合由电子控制单元18控制。

电子控制单元18被编程为使得在设备2从切断状态切换为导通状态时，在机械开关16之前闭合半导体开关10。

电子控制单元18被编程为使得在设备2从导通状态切换为切断状态时，在机械开关16之后断开半导体开关10。

机械开关16包括固定部162、在断开位置与闭合位置之间移动的移动部164、以及用于测量移动部164相对于固定部162的位置P16的测量装置172。该测量装置172连接至电子控制单元18，并且电子控制单元18被编程为在向闭合位置移动的移动部164到达第一阈值位置P16a时闭合半导体开关10。

第一阈值位置P16a被限定为使得开关10的闭合与机械开关16的闭合之间的第一时段Δt1在100微秒至1毫秒之间。

电子控制单元被编程为使得在从向断开位置移动的移动部164到达第二阈值位置的时刻起的第二时段Δt2之后断开半导体开关10，所述第二阈值位置被限定为使得第二时段Δt2小于1毫秒，尤其在10微秒至100微秒之间。

机械开关16包括设置有排斥盘164.3和排斥线圈170的移动部164，排斥线圈170在供电时与排斥盘164.3相互排斥，接着移动部164从闭合位置移向断开位置。

机械开关16的断开时间小于1毫秒，尤其约为200微秒。

电路包括与第三支路14共享节点并且与第一支路4和第二支路8共享节点的第四支路13，该第四支路13包括另一机械开关12。

可替换地，电路C包括将设备2的电连接端子2.1或2.2连接到电路C的第一支路至第三支路的第四支路13，该第四支路13包括另一机械开关12。

该另一机械开关12的尺寸设置成在设备2的第一连接端子2.1与第二连接端子2.2之间提供电绝缘。

以上考虑的实施方式的特征可以相互结合以生成本发明的新的实施方式。

Claims (11)

1.一种半导体电流切断设备(2)，包括：

电路(C)，其包括具有能量吸收构件(6)的第一支路(4)、具有半导体开关(10)的第二支路(8)以及具有机械开关(16)的第三支路(14)，所述半导体开关与所述第一支路并联连接，所述第三支路与所述第二支路并联连接；

测量装置(3)，用于测量所述设备的连接端子(2.1，2.2)处的电流强度(I)；以及

所述开关(10)的电子控制单元(18)，该电子控制单元被编程为在所述测量装置所测量的电流强度(I)达到预定值时，控制断开所述半导体开关，然后所述设备从导通状态切换为其中电流被所述能量吸收构件吸收的切断状态，所述电子控制单元(18)控制所述机械开关(16)的断开和闭合，所述电子控制单元(18)被编程为使得在所述设备从导通状态切换为切断状态时，在所述机械开关(16)之后断开所述半导体开关，

所述设备的特征在于，所述电子控制单元(18)被编程为使得在所述设备从切断状态切换为导通状态时，在所述机械开关(16)之前闭合所述半导体开关(10)。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述机械开关(16)包括固定部(162)、在断开位置与闭合位置之间移动的移动部(164)以及用于测量所述移动部相对于所述固定部的位置(P16)的测量装置(172)，所述测量装置连接至所述电子控制单元(18)，所述电子控制单元(18)被编程为在向所述闭合位置移动的所述移动部到达第一阈值位置(P16a)时闭合所述半导体开关(10)。

3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，所述第一阈值位置(P16a)被限定为使得所述开关(10)的闭合至所述机械开关(16)的闭合之间的第一时段(Δt1)在100微秒至1毫秒之间。

4.根据权利要求2或3所述的设备，其特征在于，所述电子控制单元(18)被编程为在从向所述断开位置移动的所述移动部到达第二阈值位置(P16b)的时刻起的第二时段(Δt2)之后断开所述半导体开关(10)，所述第二阈值位置被限定为使得所述第二时段(Δt2)小于1毫秒，尤其在10微秒至100微秒之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述能量吸收构件(6)是能够移除的。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述机械开关(16)包括设置有排斥盘(164.3)的移动部(164)和排斥线圈(170)，所述排斥线圈在被供电时与所述排斥盘相互排斥，然后所述移动部从闭合位置移向断开位置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述机械开关(16)的断开时间小于1毫秒，尤其约为200微秒。

8.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述电路包括与所述第三支路(14)共享节点并与所述第一支路和所述第二支路(4，8)共享节点的第四支路(13)，所述第四支路(13)包括另一机械开关(12)。

9.根据权利要求1至7中任一项所述的设备，其特征在于，所述电路包括将所述设备的电连接端子(2.1)连接至所述电路(C)的所述第一支路、所述第二支路和所述第三支路的第四支路(13)，所述第四支路包括另一机械开关(12)。

10.根据权利要求8或9所述的设备，其特征在于，所述另一机械开关(12)的尺寸设为在所述设备的第一连接端子(2.1)与第二连接端子(2.2)之间提供电隔离。

11.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其特征在于，所述设备(2)包括两个电连接端子(2.1，2.2)，所述两个电连接端子中的一个电连接端子旨在连接到直流电流源。