EP3317891B1 - Gleichstrom-schalteinrichtung - Google Patents

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EP3317891B1
EP3317891B1 EP16751241.7A EP16751241A EP3317891B1 EP 3317891 B1 EP3317891 B1 EP 3317891B1 EP 16751241 A EP16751241 A EP 16751241A EP 3317891 B1 EP3317891 B1 EP 3317891B1
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EP
European Patent Office
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circuit
switching device
current
semiconductor component
medium
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EP16751241.7A
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French (fr)
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EP3317891A1 (de
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Thomas Heinz
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H9/00—Details of switching devices, not covered by groups H01H1/00 - H01H7/00
    • H01H9/54—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switching device and for which no provision exists elsewhere
    • H01H9/547—Combinations of mechanical switches and static switches, the latter being controlled by the former
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H33/00—High-tension or heavy-current switches with arc-extinguishing or arc-preventing means
    • H01H33/02—Details
    • H01H33/59—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle
    • H01H33/596—Circuit arrangements not adapted to a particular application of the switch and not otherwise provided for, e.g. for ensuring operation of the switch at a predetermined point in the ac cycle for interrupting dc

Definitions

  • the invention relates to a DC switching device for interrupting a DC electrical current flowing along a medium or high-voltage current path, comprising an electrical circuit arrangement having a mechanical switching device which can be connected in the medium or high-voltage current path, the electrical circuit arrangement being used to force a current Zero crossing in the interconnected in the medium or high voltage current path mechanical switching device further (i) an LC circuit with at least one inductive component and at least one capacitive component for the formation of a closed circuit via the switching device resonant circuit and (ii) at least one switchable semiconductor device for generating a stimulus frequency exciting the resonant circuit.
  • a mechanical switching device of medium and high voltage engineering such as a vacuum interrupter, requires a current zero crossing to interrupt a current.
  • this current zero crossing is always present in the currently prevailing technology for generating, transmitting and distributing electrical energy by means of alternating current.
  • a DC switching device of the type mentioned is from the document US 2013/0070492 A1 known. These 10 shows a DC switching device for interrupting a DC electrical current flowing along a high-voltage DC current path, having an electrical circuit arrangement comprising a high-voltage DC switchable mechanical interrupter, the electrical circuit arrangement for forcing a current zero crossing in the DC voltage path connected in the high-voltage DC path mechanical interrupter further comprises (i) an LC circuit having at least one inductive component and at least one capacitive component for the formation of an active resonant circuit closed via the interrupter and (ii) a switchable semiconductor component for generating an excitation frequency exciting the oscillator circuit.
  • This semiconductor device is a turn-off type semiconductor device which is connected in series with the mechanical breaker in the DC path.
  • an alternating current is modulated on the DC current, which excites the resonant circuit to oscillate. If the current amplitude of the oscillation of this resonant circuit is greater than the direct current or if the current amplitude of the oscillation is at least of the same magnitude, the desired current zero crossing occurs.
  • the semiconductor device must be dimensioned only for a small part of the total voltage across the DC switching device and is protected by a surge arrester.
  • a surge arrester For this DC interrupt method, unlike DC switching devices based on other known DC interrupt methods, no precharged capacitor and high arc arc voltage are required.
  • a major disadvantage of this switching principle is the semiconductor device connected to the mechanical switching device in series in the current path, which, however, permanently generates losses in the switched-on state, which can be kept low by selecting a suitable semiconductor device, but always occur in principle.
  • the at least one switchable semiconductor component is arranged in the electrical circuit arrangement such that it always lies outside this middle or high-voltage current path when the mechanical switching device is connected in the medium or high-voltage current path.
  • the at least one switchable semiconductor component is arranged in another section of the resonant circuit, that is to say for example in the LC circuit, and / or in a completely different part of the electrical circuit arrangement.
  • the at least one switchable semiconductor component is arranged in a part of the electrical circuit arrangement, which is also outside the resonant circuit.
  • the lying outside of the resonant circuit part of the electrical circuit has a coupled to the resonant circuit excitation resonant circuit for exciting a vibration of the resonant circuit, wherein the switchable semiconductor device or at least one of the switchable semiconductor devices is arranged in this excitation resonant circuit.
  • the excitation resonant circuit is preferably inductively coupled to the resonant circuit.
  • the coupling takes place in particular via a transformer.
  • the at least one switchable semiconductor component and an LC circuit of the excitation resonant circuit in a half-bridge circuit are connected.
  • the switchable semiconductor component or at least one of the switchable semiconductor components is arranged in another section of the resonant circuit, in particular in its LC circuit.
  • the at least one switchable semiconductor component and the LC circuit of the resonant circuit are connected either in a half-bridge circuit or in a bridge circuit.
  • the circuit arrangement has at least one outgoing current branch from the middle or high-voltage current path, in which the switchable semiconductor component or at least one of the switchable semiconductor components is connected.
  • the circuit arrangement has a voltage diverter connected in parallel with the mechanical switching device.
  • the DC switching device has a control and / or regulating device for the coordinated control of the mechanical switching device and the at least one switchable semiconductor component.
  • the invention further relates to the use of the aforementioned DC switching device for interrupting a DC electrical current flowing along a medium or high voltage current path I.
  • the Fig. 1 shows a DC switching device 10 for interrupting a current flowing along a medium or high-voltage current path 12 DC electric current I.
  • the DC switching device 10 is of course also suitable for switching the DC current I to the current path 12, which is much less expensive.
  • the DC switching device 10 has an electrical circuit arrangement 14, which in turn comprises a switchable in the middle or high voltage current path 12 (and in the specific case interconnected) mechanical switching device 16.
  • This mechanical switching device 16 is, for example, a vacuum interrupter or other mechanical interrupter 18, as it is also known from the currently prevailing technology for generating, transmitting and distributing electrical energy by means of alternating current in the medium or high voltage range.
  • the electrical circuit arrangement 14 furthermore has an LC circuit 22 connected in parallel with the switching device 16 and having a capacitive component 24 and two inductive components 26, 28. Capacitive and inductive components 24, 26, 28 are connected in series.
  • this resonant circuit 20 can now be a current zero crossing in the interconnected in the middle or high voltage current path 12 mechanical switching device 16 are generated.
  • the resonant circuit must be excited to oscillate, in which the magnitude of the current amplitude is greater than the DC to be interrupted I.
  • Parallel to the mechanical switching device 16 and parallel to the LC circuit 22, a surge arrester 30 is connected.
  • the circuit arrangement 14 also has a further (circuit) part 32.
  • This further circuit part 32 includes a DC and / or DC voltage source 34, a connected to the DC power source 34 series circuit 36 of two semiconductor devices 38, 40, and another LC circuit 42 with a capacitive component 44 and an inductive component 46 for forming an excitation resonant circuit 48th Capacitive and inductive components 44, 46 are connected in series.
  • This excitation resonant circuit 48 is inductively coupled to the resonant circuit 20 via a transformer 50.
  • the inductive component 46 of the further LC circuit 42 forms the primary side of the transformer 50 and the second of the inductive components 28 of an LC circuit 22, the secondary side of the transformer 50.
  • At least one of the semiconductor devices 38, 40 is a switchable semiconductor device for generating a the over the switching device 16 extending resonant circuit 20 exciting excitation frequency.
  • This at least one switchable semiconductor component is arranged / interconnected in the electrical circuit arrangement 14 such that it always lies outside this current path 12 when the mechanical switching device 16 is connected in the middle or high-voltage current path 12.
  • the resonant circuit 20 can be selectively excited to oscillate by means of the excitation resonant circuit 48 with the semiconductor components 38, 40 arranged therein and is thus an active resonant circuit 20.
  • the DC switching device 10 furthermore has a control and / or regulating device 52 for coordinated activation of the mechanical switching device 16 and the semiconductor components 38, 40. This simultaneously measures the alternating current in the resonant circuit 20 via a corresponding sensor 54.
  • the corresponding signal lines between the control and / or regulating device 52 and the semiconductor components 38, 40 or the sensor 54 are shown in broken lines.
  • an additional inductance for example, the inductive component 26
  • the second excitation resonant circuit 48 a vibration is excited via a half-bridge circuit 56 made of the two semiconductor components 38, 40 (realized here by way of example as two MOSFETs), which oscillation is coupled into a resonant circuit 20 via the transformer 50.
  • the energy for the oscillation can be taken either from an additional DC and / or DC voltage source 34 or directly from the current path 12 having DC network.
  • the semiconductor devices 38, 40 are selected and designed independently of the voltage of the DC network.
  • the excitation resonant circuit 48 is operated by the control and / or regulating device 52 so that the resonant circuit 20 resonates. This can be done, for example, by switching the semiconductor components 38, 40 in the excitation resonant circuit 48 as soon as the current experiences a zero crossing in the resonant circuit 20. For example, is the current in resonant circuit 20 positive, so semiconductor device 38 off and semiconductor device 40 is turned on; on the other hand, if the current in the resonant circuit 20 is negative, the semiconductor device 38 is switched on and the semiconductor component 40 is switched off.
  • the surge arrester 30 is integrated in parallel with the mechanical switch.
  • the switching device 16 In the case of a switch, for example in the event of a fault in the connected DC network, the switching device 16 is opened. To generate an artificial current zero crossing, the two semiconductor components 38, 40 are driven accordingly, so that the DC current in the switching device 16, a current oscillation is superimposed, which leads to an artificial current zero crossing and thus allows a current separation. If the mechanical switching device 16 has interrupted the current, the control of the semiconductor components can be switched off. In the further course of the current commutes first to the resonant circuit 20 and the capacitive component 24 is charged. If the capacitive component 24 has reached the voltage level of the surge arrester 30, the current commutates again to the parallel current path with the surge arrester 30, this absorbs the energy present in the connected network and ultimately brings the direct current to zero. This completes the switch-off process. In this embodiment of the DC switching device 10, bipolar operation is possible without further oppositely connected semiconductors.
  • FIGS. 2 and 3 show further embodiments of the DC switching device 10, which substantially with the embodiment of Fig. 1 match so that only the differences will be discussed below.
  • a unipolar DC switching device 10 can be constructed with two semiconductor components 38, 40.
  • the DC switching device 10 has an outgoing from the middle or high-voltage current path 12 Stromabzweig 58, in which the two semiconductor devices 38, 40 are connected in series circuit 36.
  • This current branch 58 leads to a reference potential, in the example shown to a ground E with corresponding ground potential E.
  • the mechanical switching device 16 In normal operation, the mechanical switching device 16 is closed and neither of the two semiconductor components 38, 40 is activated. Again, the passage losses are limited to the low ohmic losses of the closed mechanical switching device 16.
  • the switching device 16 is opened. If the switching contacts of the switching device 16 are sufficiently far apart from each other so that the switching device 16 can isolate the applied DC voltage after a successful power interruption, the semiconductor components 38, 40 are alternately switched on and off (it is useful to first switch off the device 40 and the component 38). , The switching frequency is selected (by the control and / or regulating device 52) so that the (active) resonant circuit 20 resonates in order to achieve a maximum possible current amplitude. If the current oscillation has a higher amplitude than the direct current I to be switched off, artificially generated current zero crossings are produced in the switching device 16 and the direct current I can be interrupted.
  • the oscillating circuit 20 can remain switched on in parallel by switching off the semiconductor component 40 and simultaneously switching on the semiconductor component 38 after the power interruption in the mechanical switching device 16.
  • the current first commutates to the resonant circuit 20 and charges the capacitive component 24. If the voltage level is reached, which causes the surge arrester 30 is low, the current commutates again to the parallel current path with the surge arrester 30 and this brings the DC I finally to zero. The switch-off process is completed.
  • a bipolar DC switching device 10 is constructed with four semiconductor devices 38, 40, 60, 62.
  • the semiconductor devices 38, 40, 60, 62 and the LC circuit 22 for forming the running of the switching device 16 resonant circuit 20 in a bridge circuit 64 interconnected.
  • the first two semiconductor components 38, 40 are arranged between the forward and return conductors of the current path 12 in front of the mechanical switching device 16.
  • the LC circuit 22 is contacted on the one hand between the two semiconductor components 38, 40 and on the other hand between the other two semiconductor devices 60, 62, which are arranged behind the mechanical switching device 16.
  • Parallel to the mechanical switching device 16 the surge arrester 30 (for example, realized with MO varistors) is also here to protect against overvoltages connected.
  • the excitation resonant circuit 48 and the transformer 50 can be saved.
  • this DC switching device 10 must in the case of switching in the control of the semiconductor devices 38, 40, 60, 62 depending on the current direction in the current path 12 of the two directly connected to the current path 12 semiconductor devices 38, 60 remain switched on during the switching action permanently, so by the opposite two semiconductor devices 60, 62; 38, 40 the above-described current vibration can be generated.
  • the basic operating and switching behavior can otherwise be equivalent to the switch concept of in Fig. 2 shown DC switching device 10 are performed. Due to the four separately switchable semiconductor devices 38, 40, 60, 62 are in this version of the DC switching device 10, the degrees of freedom, however, higher.
  • the capacitive component 24 of the LC circuit 22 can be pre-charged via the DC network to directly achieve a maximum amplitude current swing in the event of a switch and fault currents can break faster.
  • a series connection of a plurality of mechanical switching devices 16 which can be interconnected in the medium or high-voltage current path 12 may alternatively occur in the DC switching device 10.
  • the corresponding DC switching device 10 even when using standard switching devices 16 are designed for high-voltage current paths 12 applicable.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Schalteinrichtung zum Unterbrechen eines entlang eines Mittel- oder Hochspannungs-Strompfades fließenden elektrischen Gleichstroms, mit einer elektrischen Schaltungsanordnung, die ein im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad verschaltbares mechanisches Schaltgerät aufweist, wobei die elektrische Schaltungsanordnung zum Erzwingen eines Strom-Nulldurchgangs in dem im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad verschalteten mechanischen Schaltgerät weiterhin (i) eine LC-Schaltung mit mindestens einer induktiven Komponente und mindestens einer kapazitiven Komponente für die Bildung eines über das Schaltgerät geschlossenen Schwingkreises und (ii) mindestens ein schaltbares Halbleiterbauelement zur Erzeugung einer den Schwingkreis anregenden Anregungsfrequenz aufweist.
  • Ein mechanisches Schaltgerät der Mittel- und Hochspannungstechnik, wie beispielsweise eine Vakuumschaltröhre, benötigt für die Unterbrechung eines Stroms einen Strom-Nulldurchgang. Dieser Strom-Nulldurchgang ist bei der aktuell vorherrschenden Technologie zur Erzeugung, Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie mittels Wechselstrom natürlich immer gegeben.
  • Die aktuelle Entwicklung im Bereich der Erzeugung, Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie zielt auf den vermehrten Einsatz von Systemen mit Gleichstrom, sodass entsprechende Gleichstrom-Schalteinrichtungen, wie aus der EP 0 660 352 A1 die eine Gleichstrom-Schalteinrichtung nach dem Oberbegriff der Ansprüche 1,3 offenbart bekannt, notwendig werden. Bei Gleichstrom fehlt jedoch der benötigte Stromnulldurchgang und muss daher beim Einsatz eines mechanischen Schaltgeräts künstlich erzeugt werden.
  • Eine Gleichstrom-Schalteinrichtung der eingangs erwähnten Art ist aus der Druckschrift US 2013/0070492 A1 bekannt. Diese zeigt eine Gleichstrom-Schalteinrichtung zum Unterbrechen eines entlang eines Hochspannungs-Gleichstrompfades fließenden elektrischen Gleichstroms, mit einer elektrischen Schaltungsanordnung, die einen im Hochspannungs-Gleichstrompfad verschaltbaren mechanischen Unterbrecher umfasst, wobei die elektrische Schaltungsanordnung zum Erzwingen eines Strom-Nulldurchgangs in dem im Hochspannungs-Gleichstrompfad verschalteten mechanischen Unterbrecher weiterhin (i) eine LC-Schaltung mit mindestens einer induktiven Komponente und mindestens einer kapazitiven Komponente für die Bildung eines über den Unterbrecher geschlossenen aktiven Schwingkreises und (ii) ein schaltbares Halbleiterbauelement zur Erzeugung einer den Schwingkreis anregenden Anregungsfrequenz aufweist. Dieses Halbleiterbauelement ist ein Halbleiterbauelement vom Abschalttyp, das in Serie mit dem mechanischen Unterbrecher im Gleichstrompfad verschaltet ist. Durch das Schalten des Halbleiterbauelements mit einer auf den aktiven Schwingkreis abgestimmten Frequenz wird dem Gleichstrom ein Wechselstrom aufmoduliert, der den Schwingkreis zum Schwingen anregt. Ist die Stromamplitude der Schwingung dieses Schwingkreises größer als der Gleichstrom oder weist die Stromamplitude der Schwingung zumindest die gleiche Größe auf, so entsteht der gewünschte Strom-Nulldurchgang.
  • Das Halbleiterbauelement muss dabei nur für einen kleinen Teil der gesamten Spannung über der Gleichstrom-Schalteinrichtung dimensioniert sein und wird durch einen Überspannungsableiter geschützt. Für diese Methode zur Unterbrechung von Gleichströmen sind - anders als bei Gleichstrom-Schalteinrichtungen, die auf anderen bekannten Methoden zur Gleichstrom-Unterbrechung beruhen - kein vorgeladener Kondensator und keine hohe Lichtbogenbrennspannung notwendig. Ein großer Nachteil dieses Schaltprinzips ist das zu dem mechanischen Schaltgerät in Reihe liegend im Strompfad verschaltete Halbleiterbauelement, das im eingeschalteten Zustand jedoch permanent Verluste erzeugt, die durch Wahl eines geeigneten Halbleiterbauelements zwar gering gehalten werden können, aber prinzipiell immer auftreten.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung eine Gleichstrom-Schalteinrichtung für Mittel- und Hochspannungsanwendungen anzugeben, bei der die genannten Schwierigkeiten überwunden werden.
  • Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Gleichstrom-Schalteinrichtung ist vorgesehen, dass das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement derart in der elektrischen Schaltungsanordnung angeordnet ist, dass es bei einem Verschalten des mechanischen Schaltgeräts in dem Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad stets außerhalb dieses Mittel- oder Hochspannungs-Strompfades liegt. Mit anderen Worten ist das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement in einem anderen Abschnitt des Schwingkreises, also beispielsweise in der LC-Schaltung, und/oder in einem ganz anderen Teil der elektrischen Schaltungsanordnung angeordnet. Dadurch wird der bei geschlossenem mechanischem Schaltgerät fließende Gleichstrom I nicht unnötig durch im schaltbaren Halbleiter generierte Verlustleistung belastet. Mit Vorteil sind mehrere schaltbare Halbleiterbauelemente vorgesehen.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement in einem Teil der elektrischen Schaltungsanordnung angeordnet, der auch außerhalb des Schwingkreises liegt.
  • Dabei ist vorgesehen, dass der außerhalb des Schwingkreises liegende Teil der elektrischen Schaltungsanordnung einen an den Schwingkreis gekoppelten Anregungsschwingkreis zum Anregen einer Schwingung des Schwingkreises aufweist, wobei das schaltbare Halbleiterbauelement oder zumindest eines der schaltbaren Halbleiterbauelemente in diesem Anregungsschwingkreis angeordnet ist.
  • Der Anregungsschwingkreis ist dabei bevorzugt induktiv an den Schwingkreis gekoppelt. Die Kopplung erfolgt insbesondere über einen Transformator.
  • Gemäß der Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement und eine LC-Schaltung des Anregungsschwingkreises in einer Halb-Brückenschaltung (Halbbrücke) verschaltet sind.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das schaltbare Halbleiterbauelement oder zumindest eines der schaltbaren Halbleiterbauelemente in einem anderen Abschnitt des Schwingkreises, insbesondere in dessen LC-Schaltung, angeordnet ist.
  • Es ist vorgesehen, dass das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement und die LC-Schaltung des Schwingkreises entweder in einer Halb-Brückenschaltung oder in einer Brückenschaltung verschaltet sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Schaltungsanordnung zumindest einen vom Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad abgehenden Stromabzweig aufweist, in dem das schaltbare Halbleiterbauelement oder zumindest eines der schaltbaren Halbleiterbauelemente verschaltet ist.
  • Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Schaltungsanordnung einen parallel zu dem mechanischen Schaltgerät geschalteten Spannungsableiter auf.
  • Schließlich ist bevorzugt vorgesehen, dass die Gleichstrom-Schalteinrichtung eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur koordinierten Ansteuerung des mechanisches Schaltgerätes und des mindestens einen schaltbaren Halbleiterbauelements aufweist.
  • Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der vorstehend genannten Gleichstrom-Schalteinrichtung zum Unterbrechen eines entlang eines Mittel- oder Hochspannungs-Strompfades fließenden elektrischen Gleichstroms I.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch in Zeichnungen gezeigt und nachfolgend näher beschrieben. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    eine Gleichstrom-Schalteinrichtung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,
    Fig. 2
    eine Gleichstrom-Schalteinrichtung gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, und
    Fig. 3
    eine Gleichstrom-Schalteinrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.
  • Die Fig. 1 zeigt eine Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 zum Unterbrechen eines entlang eines Mittel- oder Hochspannungs-Strompfades 12 fließenden elektrischen Gleichstroms I. Die Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 ist dabei selbstverständlich auch zum Anschalten des Gleichstroms I auf den Strompfad 12 geeignet, was jedoch weit weniger aufwendig ist. Die Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 weist eine elektrische Schaltungsanordnung 14 auf, die ihrerseits ein im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad 12 verschaltbares (und im konkreten Fall auch verschaltetes) mechanisches Schaltgerät 16 umfasst. Dieses mechanische Schaltgerät 16 ist beispielsweise eine Vakuum-Schaltröhre oder ein anderer mechanischer Unterbrecher 18, wie er auch aus der aktuell vorherrschenden Technologie zur Erzeugung, Übertragung und Verteilung von elektrischer Energie mittels Wechselstrom im Mittel- oder Hochspannungsbereich bekannt ist. Zur Bildung eines über das Schaltgerät 16 geschlossenen Schwingkreises 20 weist die elektrische Schaltungsanordnung 14 weiterhin eine parallel zum Schaltgerät 16 geschaltete LC-Schaltung 22 mit einer kapazitiven Komponente 24 und zwei induktiven Komponenten 26, 28 auf. Kapazitive und induktive Komponenten 24, 26, 28 sind dabei in Serie geschaltet. Über diesen Schwingkreis 20 kann nun ein Strom-Nulldurchgang in dem im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad 12 verschalteten mechanischen Schaltgerät 16 erzeugt werden. Dazu muss der Schwingkreis zu einem Schwingen angeregt werden, bei dem der Betrag der Stromamplitude größer ist als der zu unterbrechende Gleichstrom I. Parallel zu dem mechanischen Schaltgerät 16 und parallel zu der LC-Schaltung 22 ist ein Überspannungsableiter 30 geschaltet.
  • Die Schaltungsanordnung 14 weist weiterhin einen weiteren (Schaltungs-)Teil 32 auf. Dieser weitere Schaltungsteil 32 umfasst eine Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 34, eine an die Gleichstromquelle 34 angeschlossene Serienschaltung 36 zweier Halbleiterbauelemente 38, 40, sowie eine weitere LC-Schaltung 42 mit einer kapazitiven Komponente 44 und einer induktiven Komponente 46 zur Bildung eines Anregungsschwingkreises 48. Kapazitive und induktive Komponenten 44, 46 sind dabei in Serie geschaltet. Dieser Anregungsschwingkreis 48 ist über einen Transformator 50 induktiv an den Schwingkreis 20 gekoppelt. Dabei bildet die induktive Komponente 46 der weiteren LC-Schaltung 42 die Primärseite des Transformators 50 und die zweite der induktiven Komponenten 28 der einen LC-Schaltung 22 die Sekundärseite des Transformators 50. Zumindest eines der Halbleiterbauelemente 38, 40 ist ein schaltbares Halbleiterbauelement zur Erzeugung einer den über das Schaltgerät 16 verlaufenden Schwingkreis 20 anregenden Anregungsfrequenz. Dieses mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement ist so in der elektrischen Schaltungsanordnung 14 angeordnet/verschaltet, dass es bei einem Verschalten des mechanischen Schaltgeräts 16 in dem Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad 12 stets außerhalb dieses Strompfades 12 liegt. Der Schwingkreis 20 kann mittels des Anregungsschwingkreises 48 mit den darin angeordneten Halbleiterbauelementen 38, 40 gezielt zum Schwingen angeregt werden und ist somit ein aktiver Schwingkreis 20.
  • Die Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 weist weiterhin eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung 52 zur koordinierten Ansteuerung des mechanischen Schaltgerätes 16 und der Halbleiterbauelemente 38, 40 auf. Diese misst gleichzeitig über einen entsprechenden Sensor 54 den Wechselstrom im Schwingkreis 20. Die entsprechenden Signalleitungen zwischen der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 52 und den Halbleiterbauelementen 38, 40 bzw. dem Sensor 54 sind gestrichelt eingezeichnet.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Variante der Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 werden durch die Schaltungsanordnung 14 also -parallel zu dem mechanischen Schaltgerät 16- zwei über den Transformator 50 gekoppelte Schwingkreise 20, 48 realisiert.
  • In diesen beiden Schwingkreisen 20, 48 wird je nach Bedarf zu der Transformatorinduktivität 28, 46 eine zusätzliche Induktivität (zum Beispiel die induktive Komponente 26) ergänzt. Im zweiten Anregungsschwingkreis 48 wird über eine Halb-Brückenschaltung 56 aus den zwei Halbleiterbauelementen 38, 40 (hier exemplarisch realisiert als zwei MOSFETs) eine Schwingung angeregt, die über den Transformator 50 in den einen Schwingkreis 20 eingekoppelt wird. Die Energie für die Schwingung kann entweder aus einer zusätzlichen Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 34 oder direkt aus dem den Strompfad 12 aufweisenden Gleichstromnetz entnommen werden. Beim Einsatz einer externen Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle 34 können die Halbleiterbauelemente 38, 40 unabhängig von der Spannung des Gleichstromnetzes gewählt und ausgelegt werden. In diesem Fall muss allerdings der Transformator 50 zwischen den beiden Schwingkreisen 20, 48 eine entsprechende elektrische Isolation gewährleisten. Der Anregungsschwingkreis 48 wird durch die Steuer und/oder Regeleinrichtung 52 so betrieben, dass der Schwingkreis 20 in Resonanz schwingt. Dies kann zum Beispiel durch ein Umschalten der Halbleiterbauelemente 38, 40 im Anregungsschwingkreis 48 erfolgen, sobald in Schwingkreis 20 der Strom einen Nulldurchgang erfährt. Ist zum Beispiel der Strom in Schwingkreis 20 positiv, so wird Halbleiterbauelement 38 aus- und Halbleiterbauelement 40 eingeschaltet; ist der Strom im Schwingkreis 20 hingegen negativ, so wird Halbleiterbauelement 38 ein- und Halbleiterbauelement 40 ausgeschaltet. Dabei sind Strom und Spannung im Schwingkreis 20 in Phase und der Strom kann mit maximaler Amplitude schwingen. Um während eines Ausschaltvorgangs die Schaltungsanordnung 14 vor Überspannungen zu schützen und die im System vorhandene Energie aufzunehmen, ist parallel zum mechanischen Schalter der Überspannungsableiter (zum Beispiel ein MO-Varistor) 30 integriert.
  • Es ergibt sich folgende Funktion:
    Im normalen Betrieb ist das mechanische Schaltgerät 16 geschlossen und die Halbleiterbauelemente 38, 40 werden nicht angesteuert. Die Durchlassverluste der gesamten Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 beschränken sich auf die geringen ohmschen Verluste des geschlossenen mechanischen Schaltgeräts 16.
  • Im Schaltfall, zum Beispiel bei einem Fehler im angeschlossenen Gleichstromnetz, wird das Schaltgerät 16 geöffnet. Zur Erzeugung eines künstlichen Stromnulldurchgangs werden die beiden Halbleiterbauelemente 38, 40 entsprechend angesteuert, so dass dem Gleichstrom im Schaltgerät 16 eine Stromschwingung überlagert wird, die zu einem künstlichen Stromnulldurchgang führt und damit eine Stromtrennung ermöglicht. Hat das mechanische Schaltgerät 16 den Strom unterbrochen, so kann die Ansteuerung der Halbleiterbauelemente abgeschaltet werden. Im weiteren Verlauf kommutiert der Strom zuerst auf den Schwingkreis 20 und die kapazitive Komponente 24 wird aufgeladen. Hat die kapazitive Komponente 24 das Spannungslevel des Überspannungsableiters 30 erreicht, kommutiert der Strom erneut auf den parallelen Strompfad mit dem Überspannungsableiter 30, dieser nimmt die im angeschlossenen Netz vorhandene Energie auf und bringt den Gleichstrom letztendlich zu Null. Damit ist der Ausschaltvorgang abgeschlossen. Bei dieser Ausführungsvariante der Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 ist ein bipolarer Betrieb ohne weitere entgegengesetzt verschaltete Halbleiter möglich.
  • Die Figuren 2 und 3 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der Gleichstrom-Schalteinrichtung 10, die im Wesentlichen mit dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 übereinstimmen, sodass im Weiteren nur auf die Unterschiede eingegangen werden soll.
  • Bei der in Fig. 2 gezeigten Variante der Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 mit aktiver Schwingungsanregung sind Halbleiterbauelemente 38, 40 Voraussetzung, die jeweils die volle Gleichspannung sperren können. Dabei kann mit zwei Halbleiterbauelemente 38, 40 eine unipolare Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 aufgebaut werden. Dazu weist die Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 einen vom Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad 12 abgehenden Stromabzweig 58 auf, in dem die beiden Halbleiterbauelemente 38, 40 in Serienschaltung 36 verschaltet sind. Dieser Stromabzweig 58 führt zu einem Referenzpotential, im gezeigten Beispiel zu einer Erdung E mit entsprechendem Erdpotential E. Es ergibt sich wieder eine Halb-Brückenschaltung (Halbbrücke) 56, nur diesmal mit der Serienschaltung 36 der Halbleiterbauelemente 38, 40 und der parallel zu dem einen der Halbleiterbauelemente 38 geschalteten LC-Schaltung 22 des aktiven Schwingkreises 20. Mit anderen Worten sind die beiden Halbleiterbauelemente 38, 40 zwischen Hin- und Rückleiter des Strompfades 12 vor dem mechanischen Schaltgerät 16 angeordnet. Die LC-Schaltung 22 wird einerseits zwischen den beiden Halbleiterbauelementen 38, 40 und andererseits hinter dem mechanischen Schaltgerät 16 kontaktiert. Parallel zum mechanischen Schaltgerät 16 ist zum Schutz vor Überspannungen der Überspannungsableiter 30 (zum Beispiel mit MO-Varistoren realisiert) angeschlossen. Bei dieser Variante können der Anregungsschwingkreis 48 und der Transformator 50 eingespart werden.
  • Im regulären Betrieb ist das mechanische Schaltgerät 16 geschlossen und keiner der beiden Halbleiterbauelemente 38, 40 wird angesteuert. Auch hier beschränken sich die Durchlassverluste auf die geringen ohmschen Verluste des geschlossenen mechanischen Schaltgeräts 16.
  • Soll eine Abschaltung des Gleichstroms I erfolgen, so wird das Schaltgerät 16 geöffnet. Haben die Schaltkontakte des Schaltgeräts 16 einen ausreichend großen Abstand zueinander, so dass das Schaltgerät 16 nach erfolgreicher Stromunterbrechung die anliegende Gleichspannung isolieren kann, werden die Halbleiterbauelemente 38, 40 abwechselt ein- und ausgeschaltet (sinnvollerweise wird zunächst Bauelement 40 ein- und Bauelement 38 ausgeschaltet). Die Schaltfrequenz wird dabei (von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung 52) so gewählt, dass der (aktive) Schwingkreis 20 in Resonanz schwingt, um eine maximal mögliche Stromamplitude zu erreichen. Hat die Stromschwingung eine höhere Amplitude als der auszuschaltende Gleichstrom I, so entstehen im Schaltgerät 16 künstlich erzeugte Strom-Nulldurchgänge und der Gleichstrom I kann unterbrochen werden. Zur Beeinflussung der Steilheit der entstehenden wiederkehrenden Spannung (TRV - transient recovery voltage) kann der Schwingkreis 20 durch das Ausschalten von Halbleiterbauelement 40 und gleichzeitigem Einschalten von Halbleiterbauelement 38 nach der Stromunterbrechung im mechanischen Schaltgerät 16 weiter parallel zugeschaltet bleiben. Der Strom kommutiert dann erst auf den Schwingkreis 20 und lädt die kapazitive Komponente 24 auf. Ist der Spannungslevel erreicht, der dazu führt, dass der Überspannungsableiter 30 niederohmig wird, kommutiert der Strom erneut auf den parallelen Strompfad mit dem Überspannungsableiter 30 und dieser bringt den Gleichstrom I letztendlich zu Null. Der Ausschaltvorgang ist damit abgeschlossen.
  • Soll ein Gleichstromschalter nach Variante zwei in einem Gleichstromnetz mit sich ändernder Stromrichtung (bipolarer Betrieb) eingesetzt werden, so ist eine Verschaltung nach Fig. 3 sinnvoll. Bei dieser Variante ist mit vier Halbleiterbauelementen 38, 40, 60, 62 eine bipolare Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 aufgebaut. Dabei sind die Halbleiterbauelemente 38, 40, 60, 62 und die LC-Schaltung 22 zur Bildung des über das Schaltgerät 16 verlaufenden Schwingkreises 20 in einer Brückenschaltung 64 verschaltet. Die ersten beiden Halbleiterbauelemente 38, 40 sind zwischen Hin- und Rückleiter des Strompfades 12 vor dem mechanischen Schaltgerät 16 angeordnet. Die LC-Schaltung 22 wird einerseits zwischen den beiden Halbleiterbauelementen 38, 40 und andererseits zwischen den beiden anderen Halbleiterbauelementen 60, 62 kontaktiert, die hinter dem mechanischen Schaltgerät 16 angeordnet sind. Parallel zum mechanischen Schaltgerät 16 ist auch hier zum Schutz vor Überspannungen der Überspannungsableiter 30 (zum Beispiel mit MO-Varistoren realisiert) angeschlossen. Auch bei dieser Variante können der Anregungsschwingkreis 48 und der Transformator 50 eingespart werden.
  • In dieser Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 muss im Schaltfall bei der Ansteuerung der Halbleiterbauelemente 38, 40, 60, 62 je nach Stromrichtung im Strompfad 12 einer der beiden direkt mit dem Strompfad 12 verbundenen Halbleiterbauelemente 38, 60 während der Schalthandlung dauerhaft eingeschaltet bleiben, damit durch die gegenüberliegenden beiden Halbleiterbauelemente 60, 62; 38, 40 die oben beschriebe Stromschwingung erzeugt werden kann. Das prinzipielle Betriebs- und Schaltverhalten kann sonst äquivalent zu dem Schalterkonzept der in Fig. 2 dargestellten Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 durchgeführt werden. Aufgrund der vier getrennt voneinander schaltbaren Halbleiterbauelemente 38, 40, 60, 62 sind in dieser Version der Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 die Freiheitsgrade allerdings höher. So kann zum Beispiel, durch das diagonale Ansteuern von zwei Halbleiterbauelementen (zum Beispiel 38, 62 und oder 40, 60) die kapazitive Komponente 24 der LC-Schaltung 22 über das Gleichstromnetz vorgeladen werden, um im Schaltfall direkt eine Stromschwingung mit maximaler Amplitude zu erreichen und Fehlerströme schneller unterbrechen zu können.
  • Grundsätzlich kann bei den vorgestellten Gleichstromschaltkonzepten der Figuren 1 - 3 auch "proaktiv" geschaltet werden. Dazu muss eine Ansteuerung der Halbleiterbauelemente 38, 40, 60, 62 schon vor der Öffnung des mechanischen Schaltgeräts 16 erfolgen. In diesem Fall erfährt das Schaltgerät 16 schon Stromnulldurchgänge, bevor es geöffnet hat. Besteht die Eventualität einer Schalthandlung, so kann die Stromschwingung schon initiiert werden und bei der Notwendigkeit einer Stromunterbrechung ist es möglich direkt das Schaltgerät 16 zu öffnen, um so die gesamte Ausschaltzeit zu verkürzen.
  • An die Stelle des in den Ausführungsbeispielen gezeigten einzelnen mechanischen Schaltgeräts 16 kann in der Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 alternativ auch eine Serienschaltung mehrerer im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad 12 verschaltbarer mechanischer Schaltgeräte 16 treten. Durch eine derartige Serienschaltung kann die entsprechende Gleichstrom-Schalteinrichtung 10 selbst bei Verwendung von Standard-Schaltgeräten 16 für Hochspannungs-Strompfade 12 anwendbar gestaltet werden.
    • Bezugszeichen:
    • 10
    Gleichstrom-Schalteinrichtung
    12
    Strompfad
    14
    Schaltungsanordnung
    16
    Schaltgerät, mechanisch
    18
    Unterbrecher
    20
    Schwingkreis
    22
    LC-Schaltung
    24
    Komponente, kapazitiv
    26
    Komponente, induktiv
    28
    Komponente, induktiv
    30
    Überspannungsableiter
    32
    Schaltungsteil, weiterer
    34
    Gleichstrom- und/oder Gleichspannungsquelle
    36
    Serienschaltung
    38
    Halbleiterbauelement, schaltbar
    40
    Halbleiterbauelement, schaltbar
    42
    LC-Schaltung, weitere
    44
    Komponente, kapazitiv
    46
    Komponente, induktiv
    48
    Anregungsschwingkreis
    50
    Transformator
    52
    Steuer- und/oder Regeleinrichtung
    54
    Sensor
    56
    Halb-Brückenschaltung
    58
    Serienschaltung
    60
    Halbleiterbauelement, schaltbar
    62
    Halbleiterbauelement, schaltbar
    64
    Brückenschaltung
    I
    Gleichstrom
    E
    Erdung

Claims (6)

  1. Gleichstrom-Schalteinrichtung (10) zum Unterbrechen eines entlang eines Mittel- oder Hochspannungs-Strompfades (12) fließenden elektrischen Gleichstroms (I), mit einer elektrischen Schaltungsanordnung (14), die ein im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad (12) verschaltbares mechanisches Schaltgerät (16) umfasst, wobei die elektrische Schaltungsanordnung (14) zum Erzwingen eines Strom-Nulldurchgangs in dem im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad verschalteten mechanischen Schaltgerät (16) weiterhin
    - eine LC-Schaltung (22) mit mindestens einer induktiven Komponente (26, 28) und mindestens einer kapazitiven Komponente (24) für die Bildung eines über das Schaltgerät (16) geschlossenen Schwingkreises (20) und
    - mindestens ein schaltbares Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) zur Erzeugung einer den Schwingkreis (20) anregenden Anregungsfrequenz aufweist, wobei
    das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) derart in der elektrischen Schaltungsanordnung (14) angeordnet ist, dass es bei einem Verschalten des mechanischen Schaltgeräts (16) in dem Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad (12) stets außerhalb dieses Mittel- oder Hochspannungs-Strompfades (12) liegt, und wobei
    das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) in einem weiteren Teil (32) der elektrischen Schaltungsanordnung (14) angeordnet ist, der außerhalb des Schwingkreises (20) liegt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der weitere Teil (32) der elektrischen Schaltungsanordnung (14) einen an den Schwingkreis (20) gekoppelten Anregungsschwingkreis (48) zum Anregen einer Schwingung des Schwingkreises (20) aufweist, wobei das schaltbare Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) oder zumindest eines der schaltbaren Halbleiterbauelemente (38, 40, 60, 62) in diesem Anregungsschwingkreis (48) angeordnet ist, und das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) und eine LC-Schaltung (42) des Anregungsschwingkreises (48) in einer Halb-Brückenschaltung (56) verschaltet sind.
  2. Gleichstrom-Schalteinrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Anregungsschwingkreis (48) induktiv an den Schwingkreis (20) gekoppelt ist.
  3. Gleichstrom-Schalteinrichtung (10) zum Unterbrechen eines entlang eines Mittel- oder Hochspannungs-Strompfades (12) fließenden elektrischen Gleichstroms (I), mit einer elektrischen Schaltungsanordnung (14), die ein im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad (12) verschaltbares mechanisches Schaltgerät (16) umfasst, wobei die elektrische Schaltungsanordnung (14) zum Erzwingen eines Strom-Nulldurchgangs in dem im Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad verschalteten mechanischen Schaltgerät (16) weiterhin
    - eine LC-Schaltung (22) mit mindestens einer induktiven Komponente (26, 28) und mindestens einer kapazitiven Komponente (24) für die Bildung eines über das Schaltgerät (16) geschlossenen Schwingkreises (20) und
    - mindestens ein schaltbares Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) zur Erzeugung einer den Schwingkreis (20) anregenden Anregungsfrequenz aufweist, wobei
    das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) derart in der elektrischen Schaltungsanordnung (14) angeordnet ist, dass es bei einem Verschalten des mechanischen Schaltgeräts (16) in dem Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad (12) stets außerhalb dieses Mittel- oder Hochspannungs-Strompfades (12) liegt,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das schaltbare Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) oder zumindest eines der schaltbaren Halbleiterbauelemente (38, 40, 60, 62) in einem anderen Abschnitt des Schwingkreises (20), insbesondere in der LC-Schaltung (22), angeordnet ist, und
    das mindestens eine schaltbare Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) und die LC-Schaltung (22) des Schwingkreises (20) entweder in einer Halb-Brückenschaltung (56) oder in einer Brückenschaltung (64) verschaltet sind.
  4. Gleichstrom-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schaltungsanordnung (14) zumindest einen vom Mittel- oder Hochspannungs-Strompfad abgehenden Stromabzweig (58) aufweist, in dem das schaltbare Halbleiterbauelement (38, 40, 60, 62) oder zumindest eines der schaltbaren Halbleiterbauelemente (38, 40, 60, 62) verschaltet sind.
  5. Gleichstrom-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Schaltungsanordnung (14) einen parallel zu dem mechanischen Schaltgerät (16) geschalteten Überspannungsableiter (30) aufweist.
  6. Gleichstrom-Schalteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    gekennzeichnet durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung (52) zur koordinierten Ansteuerung des mechanisches Schaltgerätes (16) und des mindestens einen schaltbaren Halbleiterbauelements (38, 40, 60, 62).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017101451A1 (de) * 2017-01-25 2018-07-26 Eaton Industries (Austria) Gmbh Niederspannungs-Schutzschaltgerät
AU2019242899C1 (en) 2018-03-28 2023-10-26 Zoltek Corporation Electrically conductive adhesive
DE102018214000B4 (de) * 2018-08-20 2022-01-20 Siemens Energy Global GmbH & Co. KG Gleichstrom-Schalteinrichtung und deren Verwendung
DE102020208426B4 (de) * 2020-07-06 2023-10-12 Siemens Aktiengesellschaft Kurzschlussstrombegrenzer
CN114709800B (zh) * 2022-04-28 2023-06-30 西安交通大学 一种共享支路的紧凑型直流断路器及其控制方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6065411A (ja) * 1983-09-21 1985-04-15 株式会社日立製作所 線路充電式直流遮断器
JPS60140617A (ja) * 1983-12-27 1985-07-25 株式会社東芝 直流しや断器
EP0534379A3 (en) * 1991-09-27 1993-09-08 Yamaha Corporation Power supply circuit
SE514827C2 (sv) * 1993-12-09 2001-04-30 Abb Ab Likströmsbrytaranordning för hög effekt
US5793586A (en) 1996-10-25 1998-08-11 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Hybrid high direct current circuit interrupter
CN1717857A (zh) * 2002-11-29 2006-01-04 索尼株式会社 开关电源电路
WO2011141055A1 (en) 2010-05-11 2011-11-17 Abb Technology Ag A high voltage dc breaker apparatus
EP2523204B1 (de) * 2011-05-12 2019-09-04 ABB Schweiz AG Schaltungsanordnung und Verfahren zur Unterbrechung des Stromflusses in einem Gleichstrompfad
CN102655319B (zh) * 2012-04-26 2014-11-12 华中科技大学 一种能减小正向叠加电流的直流断路器
CN105580231B (zh) * 2013-04-09 2018-04-17 Abb技术有限公司 断路布置
DE102013213602A1 (de) 2013-07-11 2015-01-15 Siemens Aktiengesellschaft Gleichstromschalteinrichtung
KR101521545B1 (ko) * 2013-10-07 2015-05-19 한국전기연구원 고압 직류 전류 차단 장치 및 방법
US9948089B2 (en) * 2013-12-11 2018-04-17 Mitsubishi Electric Corporation DC circuit breaker device
KR101679722B1 (ko) * 2013-12-31 2016-11-25 주식회사 효성 Ｄｃ 차단기
ES2676048T3 (es) * 2014-06-30 2018-07-16 Scibreak Ab Disposición, sistema y método de interrupción de corriente
US9742185B2 (en) * 2015-04-28 2017-08-22 General Electric Company DC circuit breaker and method of use

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017036710A1 (de) 2017-03-09
CN107924783A (zh) 2018-04-17
US10490365B2 (en) 2019-11-26
US20180226208A1 (en) 2018-08-09
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