CN111816496B - 断路器的同步断开 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于同步断路器的断开的方法。该断路器被布置为中断到感性负载的电流。该方法在控制设备(2)中被执行，并且包括：针对连接到感性负载(5)的断路器(1)，测量(S100)作为时间的函数的参考信号；获取(S110)通过断路器的感性负载的功率因数的指示；确定(S120)用于断开断路器的燃弧时间，该燃弧时间取决于所获取的功率因数的指示；基于所测量的参考信号来预测(S130)通过断路器的电流的过零点；以及在所预测的过零点之前的时间点处，提供(S140)断路器的触头对的触头分离，该时间点由所确定的燃弧时间和所预测的过零点确定。还提出了用于同步断路器的断开的控制设备、断路器装置以及计算机程序。

Description

断路器的同步断开

技术领域

本公开涉及用于同步断路器的断开的方法、控制设备、断路器和计算机程序。

背景技术

如今，中压系统中的断路器通常不会在闭合或断开时相对于电压系统的电压或电流的相位角被同步。然而，同步方法本身是存在的，并且通常用于高压系统。如果在断开时使用同步，通常的做法是设定足够长的燃弧时间，以确保电弧熄灭后不会重燃。但是燃弧时间也不应该过长，否则会造成过度的触头磨损。

CN 103336474描述了一种真空断路器永磁机构。

发明内容

一个目的是使断路器的触头磨损最小化。

根据第一方面，提出了一种用于同步断路器的断开的方法。该断路器被布置为中断到感性负载的电流。该方法在控制设备中被执行，并且包括：针对连接到感性负载的断路器，测量作为时间的函数的参考信号；获取通过断路器的感性负载的功率因数的指示；确定用于断开断路器的燃弧时间，该燃弧时间取决于所获取的功率因数的指示；基于所测量的参考信号来预测通过断路器的电流的过零点；以及在所预测的过零点之前的时间点处，提供断路器的触头对的触头分离。该时间点由所确定的燃弧时间和所预测的过零点确定。

通过所提出的方法，由于燃弧时间的优化使得断路器的触头磨损被最小化，以在不会使燃弧时间过长的情况下避免灭弧后电弧重燃。

对于更高的功率因数燃弧时间可以被确定为更短，并且对于更低的功率因数燃弧时间可以被确定为更长。

参考信号可以是通过断路器的电流。

可以通过测量通过断路器的电流以及测量断路器处的相地电压或相间电压来获取功率因数。当测量相间电压时，基于相间电压计算相地电压的相位角，以便能够计算功率因数。

参考信号可以是断路器处的相地电压或相间电压，并且功率因数的值可以被预先确定。

参考信号可以在断路器的上游被测量。备选地，参考信号可以在断路器的下游被测量。

断路器可以被配置为用于中压系统。

断路器可以被配置为用于电弧炉。

断路器可以是真空断路器。

燃弧时间可以被确定为t₀(1-pf)^1/3，其中pf是功率因数的值，并且t₀是针对功率因数等于零(纯感性负载)的燃弧时间。t₀的值可以在3ms至7ms的范围内。

燃弧时间可以被确定为至少1ms。

根据第二方面，提出了一种用于同步断路器的断开的控制设备，该断路器被布置为中断到感性负载的电流。该控制设备包括处理器以及存储指令的计算机程序产品，当该指令由处理器执行时，使得控制设备：针对连接到感性负载的断路器，测量作为时间的函数的参考信号；获取通过断路器的感性负载的功率因数的指示；确定用于断开断路器的燃弧时间，该燃弧时间取决于所获取的功率因数的指示；基于所测量的参考信号来预测通过断路器的电流的过零点；以及在所预测的过零点之前的时间点处，提供断路器的触头对的触头分离。该时间点由所确定的燃弧时间和所预测的过零点确定。

根据第三方面，提出了一种用于同步断路器的断开的断路器装置。该断路器装置包括断路器和控制设备，断路器被配置为中断到感性负载的电流，控制设备被配置为控制断路器。

根据第四方面，提出了一种用于同步断路器的断开的计算机程序，该断路器被布置为中断到感性负载的电流。该计算机程序包括计算机程序代码，当该计算机程序代码在控制设备中运行时，使得控制设备：针对连接到感性负载的断路器，测量作为时间的函数的参考信号；获取通过断路器的感性负载的功率因数的指示；确定用于断开断路器的燃弧时间，该燃弧时间取决于所获取的功率因数的指示；基于所测量的参考信号来预测通过断路器的电流的过零点；以及在所预测的过零点之前的时间点处，提供断路器的触头对的触头分离。该时间点由所确定的燃弧时间和所预测的过零点确定。

通常，权利要求中使用的所有术语都应该根据它们在技术领域中的普通含义解释，除非本文另有明确定义。所有对“一/一个/该元件、装置、部件、方法、步骤等”的引用都应该开放地解释为该元件、装置、部件、方法、步骤等的至少一个实例，除非另有明确说明。本文所公开的任何方法的步骤都不需要按照公开的准确顺序执行，除非明确说明。

附图说明

现在通过示例、参考附图来描述各个方面和实施例，其中：

图1是示出根据本文提出的实施例的方法的流程图；

图2是示出三相系统中的三个AC电压的示意图；

图3和图4是示出断路器断开期间的燃弧时间的示意图；

图5A和图5B是示出在AC系统与负载之间连接的断路器的示意图；以及

图6是示出本文提出的控制设备的一些部件的示意图。

具体实施方式

现在下文将参考附图更全面地描述本公开的各个方面，在附图中示出了本发明的某些实施例。

然而，这些方面可以以许多不同的形式呈现，并且不应该被解释为限制；相反，通过示例提供这些实施例，使得本公开将是彻底和完整的，并且将本发明的所有方面完全传达给本领域的技术人员。贯穿本说明书，相同的附图标记表示相同的元件。

由于增加同步容量的额外成本，中压系统中的断路器通常不同步。然而，存在一些操作频率极高的应用(诸如在电弧炉中)，并且由于不必要的燃弧而引起的触头磨损问题更大。在电弧炉中，断路器每天可以切换高达100次。

此外，断路器的触头磨损越大，其感性负载也越大。感性负载或多或少是感性的，其由负载的功率因数定义。1.0的功率因数对应于完全阻性负载，并且0.0对应于完全感性负载。在本文中，当断路器要执行断开操作时，连接到感性负载的断路器的燃弧时间相对于负载的功率因数被优化。

根据一个方面，参考图1提出了用于同步断路器的断开的方法的实施例。该断路器被布置为中断到感性负载的电流。该方法在控制设备2中被执行。在处理块S100中，该控制设备针对连接到感性负载5的断路器1，测量作为时间的函数的参考信号。在处理块S110中，该控制设备获取通过断路器的感性负载的功率因数的指示。在处理块S120中，该控制设备确定用于断开断路器的燃弧时间，该燃弧时间取决于所获取的功率因数的指示。在处理块S130中，该控制设备基于所测量的参考信号来预测通过断路器的电流的过零点。在处理块S140中，该控制设备在所预测的过零点之前的时间点处提供断路器的触头对的触头分离，该时间点由所确定的燃弧时间和所预测的过零点确定。

对于更高的功率因数，燃弧时间可以被确定为更短，并且对于更低的功率因数，燃弧时间可以被确定为更长。

参考信号可以是通过断路器的电流。

可以通过测量通过断路器的电流以及测量断路器处的相地电压或相间电压来获取功率因数。功率因数可以被计算为所测量的电流与所测量的相地电压之间的相位角的余弦。当计算相间电压时，基于相间电压计算相地电压的相位角，以便能够计算功率因数。

参考信号可以是断路器处的相地电压或相间电压，并且然后功率因数的值可以被预先确定。

参考信号可以在断路器的上游被测量。

参考信号可以在断路器的下游被测量。

断路器可以被配置为用于中压系统。

断路器可以被配置为用于电弧炉。

断路器可以是真空断路器。

燃弧时间可以被确定为至少1ms。

燃弧时间可以被确定为t₀(1-pf)^1/3，其中pf是功率因数的值，并且t₀是针对功率因数等于零(纯感性负载)的燃弧时间。t₀的值可以在3ms至7ms的范围内。t₀可以至少为1ms。

现在将结合图2至图5更详细地说明和描述图1中所示的操作。

已经针对非同步断路器进行测试，其中已经发现，当负载的功率因数较低时，电弧重燃的概率会比功率因数较高时更大。因此，目标燃弧时间对于低的功率因数而言应该更长，并且对于高的功率因数而言应该更短。以这种方式，在不会造成更多的触头磨损的情况下可以避免电弧重燃。

断路器的目标燃弧时间对于为1的功率因数而言最短，并且随着功率因数降低(即，负载更感性)而增加。

为了为断路器最小化触头磨损，可以通过以下两种方式优化燃弧时间。最灵活的一种方式依赖于断路器处电压和电流两者的测量，该方式提供根据功率因数来确定以哪个燃弧时间作为目标的充分灵活性。在每次断路器断开操作时，计算通过断路器的功率的功率因数并且相应地选择目标燃弧时间的值。另一种方式只依赖测量断路器处的相地电压和相间电压，该方式在较低的功率因数处仍能实现较长燃弧时间的目标，但在如何优化功率因数与目标燃弧时间之间的关系方面还不够灵活。如果在断路器断开期间的触头分离总是与相地电压的相位角相关，那么对于等于一的功率因数而言燃弧时间将自动为最小，并且对于越低的功率因数而言燃弧时间就越大。目标燃弧时间和功率因数之间的关系不会由此受到影响，但该关系会自动呈现出与期望值接近的依赖性。当测量相间电压时，需要计算相关相的相地电压的相位角。通过已知关系u12＝u1-u2获取相地电压，其中u12是相间电压并且u1和u2是相地电压。这给出了相移(phase displacement)，其中u1超前u12 30度，u2滞后u12 30度。

图2示意性地示出了三相AC系统中电压如何彼此相关。当负载对称时，各个相位的负载电流将以对应的方式彼此相关。用于三相AC系统的断路器具有三个极，该断流器所连接的系统的每个相都有一个极。在每个极中都有一个触头对，当断路器断开时，该触头对断开。已经描述了如何以同步方式断开断路器的至少一个触头对。所提出的方法可以应用于断路器的每个相应的触头对，其中实现了最小磨损。备选地，根据所提出的方法断开第一触头对，并且另外两个触头对中的每个触头对可以被延迟四分之一周期(在非接地系统中)、或者分别延迟三分之一或三分之二个周期(在接地系统中)。当负载完全对称时，这也给出了最小的磨损，在其他情况下，磨损可能会有所改变。备选地，根据所提出的方法，只可以断开第一触头对，并且另外两个触头对可以与第一极同时断开。这对于另外两个极而言将需要较长的燃弧时间，虽然没有重燃电弧，但会增加磨损。

三极断路器通常用于三相系统。三个单极断路器可以备选地用于三相系统。三相系统中的三个单极断路器可以以与对应的三极断路器相同的方法控制。

为了最小化断路器上的磨损，第一步骤是将断路器的断开同步到通过断路器的电流的过零点，更具体地说是将断路器的触头对的触头分离同步到通过断路器的电流的电流中断。通过同步，在触头分离与电流中断之间选择一个非零的时间差。断路器的参考信号为了同步目的而被测量，以预测预期电流过零点的时间，并且在向断路器发出断开命令之前，将一定的延迟时间添加到参考信号的参考时间瞬间，以便获得期望的燃弧时间。燃弧时间被定义为从触头分离发生直到在过零点处的电流中断发生为止的时间。在断路器断开期间，参考信号既可以是断路器处的相地电压或相间电压，也可以是通过断路器的电流。通过在较低的功率因数处增加燃弧时间，总是可以在不需要使用比必要时更长的电弧时间并且由此造成过度的触头磨损的情况下执行断开。

具有电机驱动器(诸如VD4-AF)的断路器呈现出非常精确的触头移动，并且因此可以非常精确地设置目标燃弧时间。其他断路器在不同操作之间可能会呈现出较大的触头移动分布。因此，目标燃弧时间应该与具有较大裕度的这种应用相关联。然而，对于所有同步的断路器，提出了在较低的功率因数处以较长的燃弧时间为目标的原理。

可以执行断路器的断开，使得触头分离在生成足够长的燃弧时间的相位角处发生，以避免重燃电弧。

断路器的断开最初将提供断路器的触头对的触头分离(断路器的每相有一个触头对)，如果电流高于电流斩波水平，则该触头分离将点燃电弧。当向断路器发出断开命令直到断路器的触头对分离的瞬时，将有一段很短的时间。直到触头分离发生，电弧才会点燃。如果电流低于电流斩波水平，电流将立即中断。此后，在通过断路器的电流的下一个电流过零点时，或者更准确地说在电流中断发生时的电流过零点之前不久，点燃的电弧将被中断。从触头分离到电流中断的时间被定义为燃弧时间。通过图3和图4中的两个例子说明了触头分离、燃弧时间和电流中断。

在图3中示出了长的燃弧时间，其将在电流中断处为断路器的触头对提供足够的触头距离，从而防止电弧重燃。通过断路器的电流I被图示为时间的函数。断路器在断开期间从闭合位置到断开位置。为了有一个安全裕度从而防止重燃电弧，在断开位置的触头距离应该比电流中断处的触头距离长。当触头对断开时，实现了触头分离并且电弧将点燃。直到下次过零点的时间、或者更准确地说直到下次电流中断的时间为燃弧时间t_arc。

在图4中示出了短的燃弧时间，其将在电流中断处给出过于短的触头距离，这将具有电弧重燃的风险。

在相中的电流过零点的足够长的时间之前，期望实现该相的触头对的触头分离，以最小化系统中的过电压。相的触头分离应当在电流中断的足够长的时间之前实现，使得断路器在电流中断发生前有足够的时间实现触头分离。对于例如50Hz系统或60Hz系统，优选在电流中断的至少1ms之前实现触头分离。

如果不执行同步，则每次操作中的燃弧时间将不同，即随机。如果断路器触头在电流过零点附近才开始分离，那么电弧将燃烧直到下一个过零点。这意味着可以实现的最短燃弧时间大于0ms，约为1-2ms，并且可以实现的最长燃弧时间大于半个周期。在50Hz的系统中，半个周期是10ms，并且在60Hz的系统中，半个周期是8.3ms。因此，可以实现的最大燃弧时间分别在11-12ms和9.3-10.3ms之间。因此，对于非同步的断路器，预计在50Hz系统中平均燃弧时间在6-7ms范围内，在60Hz系统中平均燃弧时间在5-6ms范围内。

断路器触头磨损与燃弧时间相关。在第一近似下，当假定电压恒定时，断路器触头磨损与电弧能量成比例，在电弧存在期间电弧能量与电流随时间的积分成比例。因此，触头磨损随着燃弧时间的增加而增加，并且限制燃弧时间将限制触头磨损。只要比在没有同步的情况下获得的平均燃弧时间短，与某个时间足够长以必然避免重燃电弧的燃弧时间进行同步是有益的。因此，对于50Hz或60Hz的系统，燃弧时间t_arc应该在1-7ms之间。

已经对电力系统中的非同步断路器进行了测试，以计算作为功率因数

的函数的重燃电弧的概率，参见表1。总共调查了331个断开事件。功率因数低于0.8的断开事件的数目很少，因此它们被分组在一起为0.5-0.8的功率因数。还记录了发生重燃电弧的断开事件的数目，并计算了发生重燃电弧的断开事件的相对数目。这证明了与在较高功率因数时相比，在低功率因数时更难以实现在没有发生重燃电弧情况下的断开。

表1

已经对在60Hz系统中产生时间常数为0.045秒的25kA短路电流的系统进行了模拟。假设断路器触头对的介电耐受能力增加20kV/ms。

表2中总结了对于不同的功率因数而言、避免过电压超过断路器(CB)的触头对的耐受能力所要求的最小燃弧时间。如表2所示，功率因数越小，所要求的最小燃弧时间越长。

表2

最右边一列中的附加燃弧时间表示在使用相地电压作为参考信号而不是使用电流作为参考信号时燃弧时间的放大。当只有电压测量可用作参考信号且功率因数未知时，可以为所有功率因数选择用于功率因数0.5的延迟时间。

还执行了另一个模拟，其中断路器的介电耐受增量为15kV/ms(而不是20kV/ms)，从而获得了表3中的结果。在这种情况下，根据最低功率因数选择燃弧时间意味着，与20kV/ms的断路器介电耐受相比，对于较高功率因数而言，燃弧时间会被更严重夸大。当只有电压作为参考信号且功率因数未知时，可以根据最低功率因数选择燃弧时间。

表3

利用电压和电流测量来确定断路器的功率因数使得能够将最小燃弧时间作为目标，从而提供最大耐久性。然而与非同步运行相比，只利用电压测量仍然会显著增加耐久性。

当系统中的电压和电流传感器都可用时，可以在每次断开操作之前计算功率因数。然后根据功率因数设定燃弧时间的目标值(要求的最小值)，并且在向断路器发送断开命令之前，应该从电流过零点增加一定的延迟，以便在期望的瞬间实现触头分离，即，给出目标燃弧时间。

当只有电压传感器可用时，电压信号仍可用作参考，但无法计算功率因数。如果功率因数的值在特定地点或特定应用中事先已知，则电压和电流的相位角之间的关系已知，并且断开命令的发送可以与给出正确燃弧时间的电压的相位角相关。例如可以基于经验得知功率因数，并且将为控制设备预先确定该功率因数。如果功率因数的值未知，则在向断路器发送断开命令之前，将固定或预定的延迟值添加到检测到的电压过零点。然后，可以选择预定的延迟值来覆盖针对感性负载的所有功率因数。为了在不重燃电弧的情况下覆盖所有可能的功率因数，需要根据最坏情况(即最低功率因数和最长燃弧时间)选择延迟。以这种方式，除最坏情况外，所有情况下使用的燃弧时间都会被夸大到一定程度。在上面执行的模拟中，这种影响可能很小，如表2中的第4列所示。另一种选择是选择延迟，该延迟可能会在最坏的情况下导致电弧重燃、但不会在功率因数较大的情况下导致电弧重燃，以便实现更少的平均触头磨损。该延迟例如可以通过在设备中测量被预先确定，或者可以针对某些类型的断路器(其具有已知的触头移动速度)被定义。

参考图5A提出了断路器装置的实施例。该断路器装置包括断路器1、控制设备2以及一个或多个传感器设备3，4。断路器1被连接在AC系统与感性负载5之间。感性负载5通过断路器1被连接/断开连接至AC系统。断路器由控制设备2控制。

断路器被配置为中断纯感性负载或部分感性负载5的电流。

控制设备2被配置为针对断路器1来测量作为时间的函数的参考信号。控制设备1被配置为获取通过断路器的感性负载的功率因数的指示。控制设备1被配置为确定用于断开断路器的燃弧时间，该燃弧时间取决于所获取的功率因数的指示。控制设备被配置为基于所测量的参考信号来预测通过断路器的电流的过零点。控制设备被配置为：在所预测的过零点之前的时间点处，提供断路器的触头对的触头分离。该时间点由所确定的燃弧时间和所预测的过零点确定。

参考信号可以是针对断路器1的相地电压或通过断路器1的电流。该电压可以在断路器1的上游利用传感器设备4a测量，或在断路器1的下游利用传感器设备4b测量。该电流可以在断路器1的上利游用传感器设备3a测量，或在断路器1的下游利用传感器设备3b测量。

功率因数可以被计算为所测量的电流与所测量的相地电压之间的相位角的余弦。

功率因数的值在0和1之间，是感性的，这意味着电流滞后于相地电压。

当通过断路器的电流被测量为参考信号时，触头分离可以在预期电流过零点的很长时间(如期望或目标燃弧时间)之前发生的时间点处被精确地启动。

当仅在断路器处测量相地电压作为参考信号时，如果功率因数已知，则可以基于所预测的电压过零点来预测电流过零点。对于感性负载，电流过零点在相地电压过零点的一时间段之后发生，该时间段等于反余弦函数(功率因数)/(2*π*f)。频率f可以是预定的(例如，通过已经插入控制系统而已知)或者可以基于参考信号被估计。然后，触头分离可以在预期电流过零点的很长时间(如期望或目标燃弧时间)之前发生的时间点处被启动。

参考信号备选地可以是针对断路器的相间电压。相间电压可以在断路器1的上游利用传感器设备4a测量，也可以在断路器1的下游利用传感器设备4b测量。然后通过已知的关系u12＝u1-u2获得相地电压，其中u12是相地电压，u1和u2是相地电压。这给出了相移，其中u1超前u12 30度，u2滞后u12 30度。

当仅测量相地或相间电压作为参考信号且功率因数未知时，触头分离可以在预测相地电压或目标相地电压过零点的很长时间(如期望燃弧时间)之前发生的时间点处被启动。然后，根据上述函数，由于电流过零点关于电压过零点的延迟，实现的燃弧时间将大于目标时间。功率因数越大，相地电压与电流过零点之间的时差越大。

参考图5B提出了断路器装置的另一实施例。图5B包括与结合图5A示出的实施例的部件相同的部件，除了以下组件外。

从断路器1的角度来看，在断路器1的下游轭整个系统5被视为断路器的感性负载。感性负载5现在包括连接到感性负载7(诸如电弧炉)的变压器6。纯感性负载5将通过断路器1被连接/断开连接至AC系统。通过利用传感器设备3c来测量变压器6和感性负载7之间的电流，现在可以进一步估计通过断路器1的电流。现在可以通过测量变压器6和感性负载7之间的相地电压或相间电压来进一步估计断路器1处的相地电压或相间电压。

当仅在变压器(3c和4c)的下游测量相地电压和电流时，通过断路器的功率的功率因数可以基于这些测量和由变压器引起的相移而被估计。由变压器引起的相移可以例如通过在设施中进行测量被确定，或者可以针对某些类型的变压器(其具有已知的相移)被定义。当在变压器的下游测量相间电压时，可以如上所述计算变压器的下游的相地电压的相位角，然后可以估计通过断路器的功率的功率因数。

当仅在变压器(3c或4c)的下游测量电压或电流时，通过补偿变压器的相移，可以采用与图5A中的情况相同的方法。

断路器1中的触头分离需要在通过断路器的电流过零点之前的某个时间发生。当通过断路器的电流被直接测量时，这种确定是显而易见的。当测量断路器的上游或下游的电压、并且功率因数已知时，可以使用电压和功率因数来确定通过断路器的电流。当在变压器的下游进行测量时，需要进一步确定与变压器上游的电压和电流的关系。即，还需要考虑由变压器引入的相动，以得知通过断路器的电流的相位角和通过断路器的功率的功率因数。

根据一个方面，参考图6提出了用于断路器的同步断开的控制设备的实施例。断路器被布置为中断感性负载的电流。控制设备2包括处理器10以及存储指令的计算机程序产品12，13，当该指令由处理器执行时，使得控制设备：针对连接到感性负载5的断路器1，测量作为时间的函数的参考信号；获取通过断路器的感性负载的功率因数的指示；确定用于断开断路器的燃弧时间，该燃弧时间取决于所获取的功率因数的指示；基于所测量的参考信号来预测通过断路器的电流的过零点；以及在所预测的过零点之前的时间点处，提供断路器的触头对的触头分离，该时间点由所确定的燃弧时间和所预测的过零点确定。

图6是示出控制设备6的一些组件的示意图。处理器或处理电路10可以使用能够执行存储在存储器中的计算机程序14的软件指令的合适的中央处理单元CPU、多处理电路、微控制器、数字信号处理电路DSP、专用集成电路等中的一个或多个的任意组合。因此，存储器可以被认为是计算机程序产品12、或者形成计算机程序产品12的一部分。处理电路10可以被配置为执行本文参考图1所述的方法。

存储器可以是读写存储器RAM和只读存储器ROM的任意组合。存储器还可以包括永久存储器，例如，永久存储器可以是磁存储器、光学存储器、固态存储器、或者甚至远程安装存储器中的任意单个或组合。

还可以提供呈数据存储器形式的第二计算机程序产品13，例如，以用于在处理电路10中执行软件指令期间读取和/或存储数据。数据存储器可以是读写存储器RAM和只读存储器ROM的任意组合，并且还可以包括永久存储器，例如，永久存储器可以是磁存储器、光学存储器、固态存储器、或者甚至远程安装存储器中的任意单个或组合。数据存储器例如可以保存其它软件指令15，以针对控制设备改进功能。

以网络为中心的过程控制系统可以进一步包括输入/输出(I/O)接口11，I/O接口11例如包括用户接口。控制设备可以进一步包括被配置为从其它设备接收信号的接收器和被配置为向其它设备发射信号的发射器(未示出)。控制设备的其它组件被省略，以避免混淆本文中提出的概念。

根据一个方面，参考图6给出了用于同步断路器的断开的计算机程序的实施例。断路器被布置为中断感性负载的电流。计算机程序14、15包括计算机程序代码，当该计算机程序代码在控制设备2中运行时，使得控制设备：针对连接到感性负载5的断路器1，测量作为时间的函数的参考信号；获取通过断路器的感性负载的功率因数的指示；确定用于断开断路器的燃弧时间，该燃弧时间取决于所获取的功率因数的指示；基于所测量的参考信号来预测通过断路器的电流的过零点；以及在所预测的过零点之前的时间点处，提供断路器的触头对的触头分离，该时间点由所确定的燃弧时间和所预测的过零点确定。

还提出了一种计算机程序产品，计算机程序产品包括计算机程序14、15以及其上存储有该计算机程序的计算机可读存储装置12、13。

本发明的各个方面已经主要在上文中参考一些实施例及其示例进行了描述。然而，如本领域技术人员容易理解的，除上述公开的实施例之外的其他实施例在本发明的范围内是同样可能的，本发明的范围由所附专利权利要求定义。

Claims (16)

1.一种用于同步断路器的断开的方法，所述断路器被布置为中断到感性负载的电流，所述方法在控制设备(2)中被执行，并且包括：

-针对连接到感性负载(5)的断路器(1)，测量(S100)作为时间的函数的参考信号；

-获取(S110)通过所述断路器的所述感性负载的功率因数的指示；

-选择(S120)用于断开所述断路器的目标燃弧时间的值，所述目标燃弧时间的值是根据所获取的功率因数的所述指示选择的；

-基于所测量的所述参考信号来预测(S130)通过所述断路器的电流的过零点；以及

-在所预测的所述过零点之前的时间点处，提供(S140)所述断路器的触头对的触头分离，所述时间点由所确定的所述燃弧时间和所预测的所述过零点确定。

2.根据权利要求1所述的方法，其中对于更高的功率因数，所述燃弧时间被确定为更短，并且对于更低的功率因数，所述燃弧时间被确定为更长。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述参考信号是通过所述断路器的电流。

4.根据权利要求1所述的方法，其中通过测量通过所述断路器的电流、以及测量所述断路器处的相地电压或相间电压来获取所述功率因数。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考信号是所述断路器处的相地电压或相间电压，并且其中所述功率因数的值被预先确定。

6.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考信号在所述断路器的上游被测量。

7.根据权利要求1所述的方法，其中所述参考信号在所述断路器的下游被测量。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述断路器被配置为用于中压系统。

9.根据权利要求1所述的方法，其中所述断路器被配置为用于电弧炉。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述断路器是真空断路器。

11.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃弧时间被确定为t₀(1-pf)^1/3，其中pf是所述功率因数的值，并且t₀是针对所述功率因数等于零的所述燃弧时间的值。

12.根据权利要求11所述的方法，其中t₀在3ms与7ms之间。

13.根据权利要求1所述的方法，其中所述燃弧时间被确定为至少1ms。

14.一种用于同步断路器的断开的控制设备，所述断路器被布置为中断到感性负载的电流，所述控制设备(2)包括：

-处理器(10)；以及

-存储指令的计算机程序产品(12，13)，当所述指令由所述处理器执行时，使得所述控制设备：

-针对连接到感性负载(5)的断路器(1)，测量作为时间的函数的参考信号；

-获取通过所述断路器的所述感性负载的功率因数的指示；

-选择用于断开所述断路器的目标燃弧时间的值，所述目标燃弧时间的值是根据所获取的功率因数的所述指示选择的；

-基于所测量的所述参考信号来预测通过所述断路器的电流的过零点；以及

-在所预测的所述过零点之前的时间点处，提供所述断路器的触头对的触头分离，所述时间点由所确定的所述燃弧时间和所预测的所述过零点确定。

15.一种用于同步断路器的断开的断路器装置，包括：

-断路器(1)，被配置为中断到感性负载(5)的电流，所述感性负载(5)被连接到所述断路器；以及

-根据权利要求14所述的控制设备(2)，被配置为控制所述断路器。

16.一种用于同步断路器的断开的计算机程序(14，15)，所述断路器被布置为中断到感性负载的电流，所述计算机程序包括计算机程序代码，当所述计算机程序代码在控制设备(2)中运行时，使得所述控制设备：

-针对连接到感性负载(5)的断路器(1)，测量作为时间的函数的参考信号；

-获取通过所述断路器的所述感性负载的功率因数的指示；

-选择用于断开所述断路器的目标燃弧时间的值，所述目标燃弧时间的值是根据所获取的功率因数的所述指示选择的；

-基于所测量的所述参考信号来预测通过所述断路器的电流的过零点；以及

-在所预测的所述过零点之前的时间点处，提供所述断路器的触头对的触头分离，所述时间点由所确定的所述燃弧时间和所预测的所述过零点确定。

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