CN111492454A - 用于操作真空断续器的驱动器的方法和真空断续器本身 - Google Patents

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Abstract

用于以断开的方式操作真空断续器的驱动器的方法，其中至少一个可移动触头的断开运动被分为连续的阶段：被以至少两个不同的速度驱动的断开阶段和隔离阶段，为了操纵真空断续器的断开运动，使得在低负载的情况下，将更有效地衰减整个电路的感应能量，与在隔离阶段中相比，本发明在断开阶段和/或断开连接阶段的断开运动的速度较低。

Description

用于操作真空断续器的驱动器的方法和真空断续器本身
技术领域
根据权利要求1和4的前序部分，本发明涉及一种用于以断开的方式操作真空断续器的驱动器的方法，其中至少一个可移动触头的断开运动被分为连续的阶段：被以至少两个不同的速度驱动的断开阶段和隔离阶段。
背景技术
具有真空断续器(VI)的断路器通常被设计用于在短路情况下闭合和断开。关于断开操作，VI的分离触头的距离的增加必须要快；否则由于触头间的小的距离以及因此由于VI的低电强度，在第一电流为零后会有重燃的风险。在短路情况下，该电弧在VI的触头中生成相当大的热量，会损坏触头。
不考虑短路电流，但是考虑主要具有电阻RLoad和电感LLoad的标称负载(例如电机或变压器)，VI触头的断开会生成重燃。该效应在负载电流被VI中断后发生。在负载电路内部和在VI与负载之间的电缆的寄生电容CCable内部的能量将会开始振荡。该振荡将会在电缆处生成频率通常高于网络的频率的正弦电压。该振荡的电压的幅值通常高于网络的电压。在VI断开触头时产生的电压因此可以到达较高值，该值也可以高于VI的瞬时电强度，因为VI触头仍然在其距离增加的阶段，并且没有到达完全的电强度。然后可能发生的电击穿将导致VI触头上的电压的非常快速的变化以及连接到断路器的电缆侧的电压的非常快速的变化。该电压阶跃将穿过电缆，并可能损坏负载的绕组的绝缘。
通常，负载由附加的装置(如缓冲电路或电压避雷器)保护。后者降低电压阶跃的幅值和概率。
在已知的现有技术(EP 1 292 960 B1)中，第一断开阶段以最大速度驱动，然后在隔离阶段减速，直到相对的触头位置到达断开的开关的末端位置。
发明目标
因此，本发明的目标是，操纵真空断续器的断开运动，使得在标称或低负载电流的情况下，将更有效地衰减整个电路的感应能量。
发明内容
本发明提出在标称负载电流中断的情况下有意地缓慢断开VI，以降低可能的重燃的电压阶跃的幅值。
参考上述的现有技术，本发明的基本原理是，不同于上述的现有技术，以反向的方 式使用该速度。意思是，如果检测到标称或低负载电流，那么在断开阶段期间以较慢的速度断开闭合的触头，并且在隔离阶段期间用较快的速度。因此，这意味着，与在隔离阶段中相比，本发明在断开阶段的断开运动的速度较低。这与上述现有技术中的已知的处理正好相反。
在该方法的有利的实施例中，如果经由电流传感器在参考电路上检测到实际上较低的、不是最大的电流负载，那么上述断开运动将经由驱动器启动。这是正常使用状态的情况，即这里所示的方法不旨在中断短路电流。为了避免电流高于标称负载电流的情况下触头处较高的热应力，断路器的驱动器和控制应该能够区分标称负载电流的中断与短路电流的中断。明显高于标称负载电流或短路电流的电流应该由触头的高速断开运动中断，与现有技术的断路器相当。
在另一个有利的实施例中，测量被开关的电路的电缆中的电压振荡，并通过实际考虑上述检测到的电压振荡的幅值，沿开关运动附加地操纵开关运动速度。
根据上述方法操作的真空断续器，与在所述隔离阶段中相比，在断开阶段中，本发明经由驱动控制器操纵的断开运动的速度较低。
在另一个有利的实施例中，驱动控制器与位于真空开关的电路中的电流传感器通信，使得如果经由电流传感器在参考电路上检测到实际上较低的、不是最大的电流负载，那么上述断开运动将经由驱动器启动。
在另一个有利的实施例中，驱动控制器与位于真空开关的电路中的电压传感器通信，使得测量被开关的电路的电缆中的电压振荡，并通过实际考虑上述检测到的电压振荡的幅值，沿开关运动附加地操纵开关运动速度。在最后的有利的实施例中，真空断续器用于中压。
因此在本发明中，速度与已知的开关特性相比是相反的。
在VI的断开期间，电强度增加，同时负载电路发生振荡。随着VI的快速断开，电强度快速增长，并且直到下次击穿发生会有相对较长的时间。那么由于负载的高电应力，击穿电压将具有相对较高的值。随着VI的缓慢断开，电强度缓慢增长，并且直到下次击穿发生会有相对较短的时间。那么由于负载的相对较低的电应力，击穿电压将具有相对较低的值，因为电压阶跃的幅值降低了。
本发明的实施例在附图中示出：
图1：所考虑的电路。
图2：在断开阶段期间首先缓慢地断开VI触头，然后更快到达最后位置的原理。
图3：示出对重燃的衰减效应的仿真。
图4：在断开阶段具有第一快速阶跃的图2的变体。
图1示出了所考虑的电路，包括AC电压源、作为开关的VI、由其电容CCable表示的电缆以及由其电阻RLoad和电感LLoad表示的负载。
图2示出了可移动的VI触头随时间从闭合位置到断开位置的转换。在开始时，VI触头闭合。在断开阶段期间，可移动触头被缓慢地驱动远离固定触头。在隔离阶段期间，可移动触头被快速驱动直到其到达完全断开位置。
图3示出了使用图1所示的电路的高速(上曲线)和低速(下曲线)断开操作的仿真中的原理差别。曲线1和3是网络电压，而曲线2和4是CCable的电压。通过缓慢断开，曲线4的电压阶跃明显低于曲线2的电压阶跃。
使用该效应，用于负载保护的附加的装置(如缓冲电路或电压避雷器)根据实际应用可能会变得过时。
电流或探针或传感器以及保护设备可以确定预期的断开操作是短路电流断开还是标称负载电流断开。在短路电流断开的情况下，必须用正常VI速度执行操作，而在标称负载电流断开的情况下，应该用降低的速度执行操作。
断路器的驱动器的设计当然必须支持该方法，例如通过附加衰减设备的引入，用于慢速断开操作，或者通过速度控制和/或位置控制的伺服电机的应用，用于驱动断路器。慢速断开还包括在断开操作期间改变速度的想法，例如快速获得VI触头的特定距离，然后降低速度以长时间实际保持该距离，直到负载电路的振荡的能量低于重燃发生的限度，然后再次增加速度以达到完全断开位置，如图4所示。
所提出的方法还对开关电容器有利。在传统的断路器中，电容器电流将在电流为零处中断，即网络电压的最大值处。在缓慢断开的情况下，在电流为零后的第一个5ms内会存在一些重燃，使得电容器中的剩余电压更接近零。

Claims (9)

1.一种用于以断开的方式操作真空断续器的驱动器的方法，其中至少一个可移动触头的断开运动被分为连续的阶段：以至少两个不同的速度驱动的断开阶段和隔离阶段，
其特征在于，与在所述隔离阶段中相比，在所述断开阶段中，所述断开运动的速度较低。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，如果经由电流传感器在所述参考电路上检测到实际上不高于标称负载电流的电流，那么上述断开运动将经由所述驱动器启动。
3.根据权利要求1和2所述的方法，
其特征在于，对于高于所述标称负载电流的电流，所述断开运动不会分为两个阶段，而是省略了相对较慢的所述断开阶段，并且整个断开操作以高速执行。
4.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，测量被开关的电路的电缆中的电压振荡，并通过实际考虑上述检测到的电压振荡的幅值，沿开关运动附加地操纵所述开关运动的速度。
5.根据权利要求1、2或3所述的方法，
其特征在于，所述断开阶段以第一快速阶跃开始。
6.一种真空断续器，所述真空断续器具有可操纵的驱动器，所述可操纵的驱动器用于开关所述真空断续器的触头，其中至少一个可移动触头的断开运动被分为连续的阶段：以至少两个不同的速度驱动的断开阶段、断开连接阶段和隔离阶段，所述真空断续器由根据权利要求1至4中的至少一项所述的方法操作，
其特征在于，与在所述隔离阶段中相比，在所述断开阶段和/或所述断开连接阶段，经由驱动控制器操纵的所述断开运动的速度较低。
7.根据权利要求5所述的真空断续器，
其特征在于，所述驱动控制器与位于真空开关的所述电路中的电流传感器通信，使得如果经由所述电流传感器在所述参考电路上检测到实际上较低的、不是最大的电流负载，那么上述断开运动将经由所述驱动器启动。
8.根据权利要求5或6所述的真空断续器，
其特征在于，所述驱动控制器与位于真空开关的所述电路中的电压传感器通信，使得测量被开关的电路的电缆中的电压振荡，并通过实际考虑上述检测到的电压振荡的所述幅值，沿所述开关运动附加地操纵所述开关运动速度。
9.根据权利要求5至7中的任一项所述的真空断续器，
其特征在于，所述真空断续器用于中压。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3754682B1 (en) 2019-06-19 2023-08-02 ABB Schweiz AG An improved medium voltage switching apparatus

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3815805A1 (de) * 1988-05-09 1989-11-23 Calor Emag Elektrizitaets Ag Vakuumschalter
CN1190487A (zh) * 1995-05-15 1998-08-12 库帕实业公司 开关设备驱动器的控制方法和装置
CN1262521A (zh) * 1999-01-25 2000-08-09 株式会社日立制作所 真空开关设备
US6331687B1 (en) * 1995-05-15 2001-12-18 Cooper Industries Inc. Control method and device for a switchgear actuator
WO2002058091A1 (de) * 2001-01-19 2002-07-25 Siemens Aktiengesellschaft Vakuumschalter sowie system und verfahren zu seiner steuerung
CN1437757A (zh) * 2000-06-20 2003-08-20 西门子公司 用于打开真空开关管的断路间隔的方法
CN1728312A (zh) * 2004-07-16 2006-02-01 日本Ae帕瓦株式会社 高电压大容量断路器
CN101068070A (zh) * 2006-03-09 2007-11-07 开关技术欧洲有限公司 电气开关装置
CN101315849A (zh) * 2008-05-23 2008-12-03 西安交通大学 配合126kV真空断路器分合特性的弹簧操动机构
CN101527223A (zh) * 2009-04-24 2009-09-09 北京华东森源电气有限责任公司 高压真空断路器
CN201392768Y (zh) * 2009-04-24 2010-01-27 北京华东森源电气有限责任公司 高压真空断路器
CN101847541A (zh) * 2010-05-26 2010-09-29 西安交通大学 一种用于126kV真空断路器的缓冲器
CN102290279A (zh) * 2011-06-30 2011-12-21 中国人民解放军海军工程大学 高速真空直流限流断路器
CN103311041A (zh) * 2013-03-19 2013-09-18 北京交通大学 Vvve永磁真空断路器合闸控制方法
CN105556631A (zh) * 2013-07-26 2016-05-04 Abb技术股份公司 用于确定真空断续器内部压力的方法以及真空断续器自身
CN106971904A (zh) * 2017-05-15 2017-07-21 上海交通大学 真空断路器合闸传动机构

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3920941A (en) * 1972-08-10 1975-11-18 Westinghouse Electric Corp Contact-operating mechanism for breaking vacuum interrupter contact-welds by bending action of the movable contact rod
JPS5919293Y2 (ja) * 1979-07-02 1984-06-04 日新電機株式会社 ア−ク回転形しや断器
US5747766A (en) * 1993-03-16 1998-05-05 Cooper Industries, Inc. Operating mechanism usable with a vacuum interrupter
BRPI0911508A2 (pt) * 2008-04-14 2016-09-06 Aker Engineering & Technology transformador rotativo
ES2390355T3 (es) 2009-12-04 2012-11-12 Abb Technology Ag Unidad de accionador magnético para una disposición de disyuntor

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3815805A1 (de) * 1988-05-09 1989-11-23 Calor Emag Elektrizitaets Ag Vakuumschalter
CN1190487A (zh) * 1995-05-15 1998-08-12 库帕实业公司 开关设备驱动器的控制方法和装置
US6331687B1 (en) * 1995-05-15 2001-12-18 Cooper Industries Inc. Control method and device for a switchgear actuator
CN1262521A (zh) * 1999-01-25 2000-08-09 株式会社日立制作所 真空开关设备
CN1437757A (zh) * 2000-06-20 2003-08-20 西门子公司 用于打开真空开关管的断路间隔的方法
WO2002058091A1 (de) * 2001-01-19 2002-07-25 Siemens Aktiengesellschaft Vakuumschalter sowie system und verfahren zu seiner steuerung
CN1486499A (zh) * 2001-01-19 2004-03-31 真空开关以及用于其控制的系统和方法
CN1728312A (zh) * 2004-07-16 2006-02-01 日本Ae帕瓦株式会社 高电压大容量断路器
CN101068070A (zh) * 2006-03-09 2007-11-07 开关技术欧洲有限公司 电气开关装置
CN101315849A (zh) * 2008-05-23 2008-12-03 西安交通大学 配合126kV真空断路器分合特性的弹簧操动机构
CN101527223A (zh) * 2009-04-24 2009-09-09 北京华东森源电气有限责任公司 高压真空断路器
CN201392768Y (zh) * 2009-04-24 2010-01-27 北京华东森源电气有限责任公司 高压真空断路器
CN101847541A (zh) * 2010-05-26 2010-09-29 西安交通大学 一种用于126kV真空断路器的缓冲器
CN102290279A (zh) * 2011-06-30 2011-12-21 中国人民解放军海军工程大学 高速真空直流限流断路器
CN103311041A (zh) * 2013-03-19 2013-09-18 北京交通大学 Vvve永磁真空断路器合闸控制方法
CN105556631A (zh) * 2013-07-26 2016-05-04 Abb技术股份公司 用于确定真空断续器内部压力的方法以及真空断续器自身
CN106971904A (zh) * 2017-05-15 2017-07-21 上海交通大学 真空断路器合闸传动机构

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Publication number Publication date
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RU2750175C1 (ru) 2021-06-23
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