KR20180028488A - 직류를 인터럽팅하기 위한 인터럽터 디바이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직류-전류 소스(2)와 전기 디바이스(6) 사이, 특히 광 발전기와 인버터 사이의 직류를 인터럽팅하기 위한 인터럽터 디바이스(10)에 관한 것이다. 인터럽터 디바이스(10)는 제1 고정 콘택(18), 제2 고정 콘택(20), 및 제1 포지션(32)과 제2 포지션(34) 사이에서 이동될 수 있는 콘택 브리지(22)를 가진 기계적 스위치(16)를 포함한다. 제1 포지션(32)에서, 제1 고정 콘택(18) 및 제2 고정 콘택(20)은 콘택 브리지(22)에 의해 전기적으로 콘택팅되고, 제2 포지션(34)에서, 콘택 브리지(22)는 제1 고정 콘택(18)과 제2 고정 콘택(20)으로부터 멀리 떨어져 배열된다. 콘택 브리지(22)가 제1 포지션(32)에 있을 때, 콘택 브리지(22)와 제1 고정 콘택(18)은 반도체 스위치(40)에 전기적으로 콘택팅되어 전류를 차단한다. 콘택 브리지(22)가 제2 포지션(34)으로 이동될 때, 반도체 스위치(40)의 제어 입력(44)은, 전류를 전도시키기 위해, 스위치(16)를 가로지르는 아크(60)의 결과로서 생성된 아크 전압(64)이 반도체 스위치(40)에 연결되도록, 기계적 스위치(16)에 연결된다.

Description

직류를 인터럽팅하기 위한 인터럽터 디바이스
본 발명은 직류 소스와 전기 디바이스 사이의 직류를 인터럽팅(interrupting)하기 위한 인터럽터 디바이스에 관한 것이고, 전기 디바이스는 전류-전도 기계적 스위치 및 이에 연결된 반도체 스위치를 가진다. 이 경우에, DC 소스는 특히 광 발전기(PV 발전기, 태양 설비)이고 전기 디바이스는 특히 인버터인 것으로 이해된다.
DE 20 2008 010 312 U1호는 소위 광 발전기를 가진 광발전 설비(PV 설비) 또는 태양 설비를 설명하고, 광 발전기는 특히 차례로 직렬로 연결되거나 병렬 행들로 존재하는 부분 발전기들을 형성하기 위하여 그룹들로 결합된 태양 패널들로 이루어지고, 광 발전기의 DC 전력은 인버터를 통해 AC 전압 네트워크로 공급된다. 시스템에 따라, 한편으로, PV 설비가 180V(DC) 내지 1500V(DC) 범위의 동작 전류 및 동작 전압을 영구적으로 전달하고, 다른 한편으로, 예컨대 설치, 장착, 또는 서비스의 목적을 위해 그리고 특히 또한 일반적인 개인 보호를 위해 DC 소스로서 작용하는 광발전 설비로부터 전기 컴포넌트들 또는 디바이스의 신뢰성 있는 분리가 원해지기 때문에, 적절한 인터럽터 디바이스는 로드 하에서, 즉 DC 소스의 임의의 사전 스위칭 오프 없이 인터럽션을 달성할 수 있어야 한다.
로드 단로(disconnection)를 위해, 콘택이 개방될 때 DC 소스(광발전 시스템)로부터 전기 디바이스(인버터)의 갈바닉 절연(galvanic isolation)이 달성되는 장점을 가진 기계적 스위치(스위칭 콘택(contact))가 사용될 수 있다. 대조하여, 강력한 반도체 스위치들이 로드 단로를 위해 사용되면, 반도체들에서 불가피한 전력 손실들이 정상 동작 동안에도 발생한다. 게다가, 갈바닉 절연 및 따라서 신뢰할 수 있는 개인 보호는 그런 전력 반도체들로 보장되지 않는다.
DE 102 25 259 B3호는 로드 단로기로서 설계되고 그리고 하이브리드 스위치의 방식으로, 인버터의 하우징에 예컨대 사이리스터 형태의 반도체 스위치 엘리먼트 및 광발전 패널들에 연결되는 주 콘택 및 보조 콘택을 가지는 전기 플러그-인 연결기를 설명한다. 언플러깅(unplugging) 프로세스에서 앞섬(leading) 주 콘택은 반도체 스위치 엘리먼트에 직렬로 연결된 뒤짐(lagging) 보조 콘택에 병렬로 연결된다. 이 경우에, 반도체 스위치 엘리먼트는 주기적으로 스위치 온 및 스위치 오프됨으로써 아크를 방지하거나 아크를 소멸시키도록 제어된다.
DC 인터럽션을 위해, 전자기적으로 작동되는 주 콘택 및 IGBT(insulated gate bipolar transistor)를 갖는 하이브리드 전자기 DC 스위치는 또한 반도체 스위치로서 제공될 수 있다(DE 103 15 982 A2). 그러나, 이런 타입의 하이브리드 스위치는 반도체 스위치로 전력 전자장치를 동작시키기 위해 외부 전력 소스를 가진다.
WO 2010/108565 A1호는 기계적 스위치 또는 분리 엘리먼트 및 이와 병렬로 연결된 반도체 전자장치를 가진 하이브리드 단로기 스위치를 개시하고, 하이브리드 단로기 스위치는 필수적으로 적어도 하나의 반도체 스위치, 바람직하게 IGBT를 포함한다. 반도체 전자장치는 부가적인 에너지 소스를 가지지 않고 기계적 스위치가 폐쇄될 때, 즉 실제적으로 전류 및 전압 없이 전류를 차단한다. 반도체 전자장치는 인터럽터 디바이스로부터, 즉 단로기 스위치 시스템 자체로부터 자신의 동작을 위해 요구되는 전력을 획득하고, 이런 목적을 위해 기계적 스위치가 개방될 때 발생하는 아크의 에너지가 사용된다. 이 경우에, 제어 측 상의 반도체 전자장치는, 스위치가 개방될 때, 아크의 결과로서 아크 전압이 자신의 스위칭 콘택들을 통해 반도체 전자장치를 스위칭하는 방식으로 기계적 스위치에 연결된다.
반도체 전자장치가 전류-전도 방식으로 스위칭 되자마자, 아크 전류는 기계적 스위치로부터 반도체 전자장치로 정류(commutate)하기 시작한다. 이 경우에 대응하는 아크 전압 또는 아크 전류는 캐패시터 형태의 에너지 저장 수단을 충전하고, 캐패시터는 특히 반도체 전자장치의 아크-없는 셧다운(shutdown)을 위해 제어 전압의 생성과 함께 방전한다. 에너지 저장 수단 또는 캐패시터의 미리세팅된 지속기간 또는 시간 상수 및 따라서 충전 시간은 아크 지속기간을 결정한다. 충전 프로세스 다음, 타이머가 시작되고, 그동안 반도체 전자장치는 아크-없는, 전류 차단 방식으로 제어된다. 이 경우에 안전 소멸을 위해 타이머의 지속기간이 세팅된다.
본 발명은 가장 높은 가능한 스위칭 능력 및 특히 가장 높은 가능한 제어 속도, 즉 인터럽터 디바이스의 전력 전자장치의 훨씬 더 빠른 제어로, DC 소스 특히 광 발전기와, 전기 디바이스 특히 인버터 사이의 직류를 인터럽팅하기에 특히 적절한 인터럽터 디바이스(하이브리드 스위치 또는 하이브리드 전자장치)를 제공하는 목적에 기반하고, 여기서 제어는 편리하게 단순화되고 안전성은 바람직하게 증가된다.
상기 목적은 제1 항의 특징부들에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 유리한 실시예들 및 개선들은 종속항들의 대상이다.
또한 아래에서 하이브리드 스위치로 칭해지는 인터럽터 디바이스는 적절하고 그리고 특히 DC 소스와 전기 디바이스 사이의 전기 전류 흐름을 인터럽팅하기 위해 제공되고 셋업된다. 인터럽터 디바이스는 바람직하게 DC 소스와 전기 디바이스 사이의 DC 전류를 인터럽팅하기 위해 사용된다. DC 소스는 예컨대 180V(DC) 내지 1500V(DC) 범위의 동작 전압을 가진 특히 광 발전기이고, 그리고 또는 전기 디바이스는 인버터이고, 인버터에 의해, 동작 동안, 직류 전류는 교류 전류로 변환되고, 교류 전류는 예컨대 급전망(utility grid)으로 공급된다. 인터럽터 디바이스는 광 발전기와 인버터 사이의 직류 전류를 인터럽팅하는데 편리하게 사용된다. 예컨대, 인터럽터 디바이스는 교류를 인터럽팅하기 위해 사용된다.
기계적 스위치는 제1 고정 콘택 및 제2 고정 콘택을 가진다. 2개의 고정 콘택들 각각은 바람직하게 연결 디바이스, 이를테면 단자에 전기적으로 콘택팅된다. 어셈블리된 상태에서, 이 경우에, 예컨대, 각각의 단자에 의해 제2 고정 콘택은 DC 소스에 전기적으로 콘택팅되고 제1 고정 콘택은 전기 디바이스에 전기적으로 콘택팅된다. 그러나, 특히 바람직하게, 제1 고정 콘택은 DC 소스에 전기적으로 콘택팅되고 제2 고정 콘택은 전기 디바이스에 전기적으로 콘택팅된다. 특히, 콘택팅은 이 목적을 위해 적절하게 셋업된, 인터럽터 디바이스의 연결 디바이스에 의해 발생한다. 연결 디바이스는 특히, 예컨대 2.5 mm2, 4 mm2, 또는 6 mm2의 단면을 가진 전력 라인을 수용하기 위해 제공된다.
스위치는 추가로 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서 이동될 수 있는 콘택 브리지(bridge)를 가지며, 브리지는 특히 저-저항 재료, 이를테면, 예컨대 금속으로 만들어진다. 제1 포지션에서, 제1 고정 콘택 및 제2 고정 콘택은 콘택 브리지에 의해 전기적으로 콘택팅된다. 제1 포지션에서 콘택 브리지는 편리하게 제1 고정 콘택 및 제2 고정 콘택 둘 모두를 지탱한다. 다른 말로, 콘택 브리지는 제1 고정 콘택 및 제2 고정 콘택과 직접 기계적 콘택팅한다. 전류가 기계적 스위치를 가로질러 흐를 때, 결과적으로, 전기 전류는 콘택 브리지를 가로질러 제1 고정 콘택과 제2 고정 콘택 사이에서 흐른다.
제2 포지션에서, 콘택 브리지는 제1 고정 콘택 및 제2 고정 콘택으로부터 떨어져 이격된다. 다른 말로, 콘택 브리지는 2개의 고정 콘택들로부터 공간적으로 분리된다. 이 목적을 위해, 콘택 브리지는, 2개의 고정 콘택들과 직접 기계적 콘택하지 않도록, 예컨대, 횡방향으로 이동되거나 회전된다. 따라서, 특히, 제1 고정 콘택 및 제2 고정 콘택은 서로 전기적으로 절연된다. 콘택 브리지는 편리하게 제1 이동 콘택 및 제2 이동 콘택을 포함하고, 제1 포지션에서, 제1 이동 콘택은 제1 고정 콘택을 직접 지탱하고, 그리고 제2 이동 콘택은 제2 고정 콘택을 직접 지탱한다. 제2 포지션에서, 제1 이동 콘택은 제1 고정 콘택으로부터 떨어져 이격되고 제2 고정 콘택은 제2 이동 콘택으로부터 떨어져 이격된다. 이동 콘택들은 예컨대 번-업(burn-up)에 상대적으로 저항성 있는 재료로 만들어진다. 특히, 콘택 브리지는 단일 피스(piece)로서 설계된다.
게다가, 인터럽터 디바이스는 제1 고정 콘택 및 콘택 브리지에 전기적으로 콘택팅되는 반도체 스위치, 특히 전력 반도체 스위치를 포함한다. 다른 말로, 반도체 스위치는 제1 고정 콘택과 콘택 브리지 사이의 콘택 갭에 병렬로 연결된다. 결과적으로, 이런 콘택 갭은 반도체 스위치에 의해 브리지된다. 반도체 스위치는, 콘택 브리지에 의해서만, 즉 콘택 브리지가 제1 포지션으로 이동될 때만 제2 고정 콘택에 적절하게 전기적으로 콘택될 수 있다. 예컨대, 반도체 스위치는 IGBT 또는 MOSFET이다. 바람직하게, 반도체 스위치는 IGBT 및 MOSFET의 직렬 회로에 의해 구현된다.
콘택 브리지가 제1 포지션에 있을 때, 반도체 스위치는 전기적으로 전도성이 아니고, 그러므로 전류-차단된다. 이 목적을 위해, 반도체 스위치의 제어 입력은 적절하게 콘택된다. 스위치 및 콘택 브리지를 가로지르는 전류 흐름이 제2 포지션으로 이동할 때, 제1 고정 콘택과 콘택 브리지 사이에 아크가 형성되고 제2 고정 콘택과 콘택 브리지 사이에 다른 아크가 형성되어, 제2 포지션으로 콘택 브리지의 움직임에도, 전기 전류는 계속하여 기계적 스위치를 가로질러 흐른다. 이것은 특히 비교적 높은 전기 전압들에서 발생한다.
콘택 브리지가 제2 포지션으로 이동할 때, 반도체 스위치의 제어 입력은, 반도체 스위치가 전류-전도 방식으로 스위칭되는 방식으로, 기계적 스위치에 연결된다. 제1 고정 콘택과 콘택 브리지 사이의 아크의 결과로서 유발되는 아크 전압은 반도체 스위치의 스위칭 동작을 수행하기 위해 사용된다. 인터럽터 디바이스에 인가된 전기 전압으로 인해, 어떠한 아크도 생성되지 않으면, 반도체 스위치는 또한 이에 따라서, 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 콘택 브리지의 움직임 시 전류-전도 방식으로 스위칭되지 않는다.
이동가능 콘택 브리지로 인해, 전류가 인터럽터 디바이스에 의해 전도될 때, 따라서, 콘택 브리지가 제1 포지션에 있으면, 비교적 저 저항 콘택이 DC 소스와 전기 디바이스 사이에서, 그러므로 특히 2개의 고정 콘택들 사이에서 구현되어, 전기 손실은 비교적 적다. 콘택 브리지가 제2 포지션으로 이동되었을 때, 전류 흐름은 반도체 스위치에 의해 콘택 브리지와 제1 고정 콘택 사이에서 전도되어, 콘택 브리지와 제1 고정 콘택 사이의 아크는 붕괴된다. 이 경우에, 제2 고정 콘택과 콘택 브리지 사이에 형성된 추가 아크는 계속 존재한다. 반도체 스위치에 의해 전도되는 전기 전류가 스위칭될 때, 결과적으로, 이런 추가 아크가 붕괴되어, 제2 고정 콘택과 제1 고정 콘택 사이의 전기 전류 흐름이 방지된다. 결과적으로, DC 소스와 전기 디바이스 사이의 신뢰성 있는 갈바닉 절연, 그러므로, DC 인터럽션은 인터럽터 디바이스에 의해 보장되고, 인터럽터 디바이스의 스위칭으로도 전류 흐름이 지속되는 것이 방지된다.
요약하여, 인터럽터 디바이스가 스위칭되고 콘택 브리지가 후속하여 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 이동될 때, 아크가 먼저 제2 고정 콘택과 콘택 브리지 사이 그리고 콘택 브리지와 제1 고정 콘택 사이에 형성되어, 전기 전류는 2개의 고정 콘택들 사이에서 흐르고, 따라서 이에 의해 인가된 전압이 증가되더라도, 인터럽터 디바이스를 가로질러, 계속 흐른다. 2개의 고정 콘택들 사이에 인가된 전기 전압은 여기서 제1 고정 콘택과 콘택 브리지 사이에 인가된 아크 전압, 및 콘택 브리지와 제2 고정 콘택 사이에 인가된 다른 아크 전압으로 이루어진다.
콘택 브리지와 제1 고정 콘택 사이의 아크의 결과로서, 반도체 스위치는 전기적으로 연결되어, 제1 고정 콘택과 콘택 브리지 사이의 전류 흐름은 반도체 스위치로 정류된다. 따라서 콘택 브리지와 제1 고정 콘택 사이의 전류 흐름은 아크를 가로질러 발생하는 것이 아니고 반도체 스위치를 가로질러 발생하는데, 이것이 제1 고정 콘택과 콘택 브리지 사이의 아크가 소멸되는 이유이다. 결과적으로 제1 고정 콘택과 제2 고정 콘택 사이에서 계속 흐르고 그리고 반도체 스위치에 의해 전도되는 전기 전류 및 콘택 브리지와 제2 고정 콘택 사이에 형성된 추가 아크는, 추가 아크가 소멸되도록 반도체 스위치를 스위칭함으로써 추가 단계에서 인터럽트된다.
기계적 스위치는 특히 이중 인터럽터이다. 기계적 스위치는 바람직하게 전기적으로 작동되고 이 목적을 위해 편리하게 전기 코일을 포함한다. 특히 바람직하게, 기계적 스위치는 전자기 콘택터(contactor)이다. 전자기 콘택터는 바람직하게 이중 브레이크(break)를 가진 클로저(closer) 구성을 가진다. 이런 방식으로, 제1 포지션과 제2 포지션 사이에서 이동가능한 콘택 브리지는 비교적 경제적으로 제공된다. 그런 기계적 스위치들은 비교적 값싸고 상이한 구성들에서 이용가능하여, 한편으로, 인터럽터 디바이스는 비교적 값싸게 생산될 수 있고 다른 한편으로 광범위한 요건들에 적응될 수 있다. 특히, 이 경우에, 전기기계적 콘택터는 인터럽터 디바이스에 의해 전도되는 전기 전류의 함수로서 선택된다.
예컨대, 인터럽터 디바이스는 반도체 스위치에 병렬로 연결되는 반도체 전자장치를 포함한다. 반도체 스위치는 특히 반도체 전자장치에 의해 제어되어, 스위치는 아크 전압으로 인한 전류를 전도시키기 위해 스위칭된다. 다른 말로, 반도체 스위치의 제어 입력은 반도체 전자장치에 전기적으로 콘택팅된다. 반도체 전자장치는 적절하게 에너지 저장 수단, 이를테면 캐패시터를 포함한다. 예컨대, 에너지 저장 수단은 제1 고정 콘택 및 콘택 브리지에 전기적으로 집적 콘택팅된다. 특히 바람직하게, 에너지 저장 수단은, 아크가 존재하는 경우 전기 에너지가 에너지 저장 수단에만 도입되도록, 반도체 전자장치 내에서 상호연결된다. 다른 말로, 에너지 저장 수단은, 아크의 결과로서 충전되는 방식으로 연결된다. 이것은 아크 지속기간 내에서, 그러므로, 아크가 계속되는 시간 내에서 발생한다.
편리하게, 반도체 스위치의 제어 입력은 예컨대 직접적으로 또는 추가 전기 또는 전자 컴포넌트에 의해 에너지 저장 수단에 전기적으로 콘택팅된다. 결과적으로, 에너지 저장 수단으로 인해, 충전되면, 전기 전압이 반도체 스위치의 제어 입력과 단자 사이에 존재하고, 이것이 반도체 스위치가 전류를 전도하기 위해 스위칭되는 이유이다. 반도체 스위치의 제어는 이런 방식으로 단순화된다. 결과적으로, 콘택 브리지만이 반도체 스위치의 전류 전도 스위칭을 위해 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 이동되어야 한다. 예컨대, 반도체 스위치의 제어 입력은 옴 저항기에 의해 콘택 브리지 또는 제1 고정 콘택으로, 즉, 콘택 브리지가 제2 포지션에 있으면, 더 높은 전기 전위를 가진 이들 2개 중 하나로 라우팅된다. 다른 말로, 제어 입력이 콘택 브리지보다 더 높은 전기 전위를 가지면, 제어 입력은 제1 고정 콘택으로 라우팅되거나, 그렇지 않고 제어 입력이 제1 고정 콘택보다 더 포지티브이고, 더 높은 전압 전위를 가지면, 제어 입력은 콘택 브리지로 라우팅된다.
바람직하게, 에너지 저장 수단의 충전 시간(그러므로, 에너지 저장 수단이 적어도 90% 또는 적어도 80%로 완전히 충전된 후의 시간)이 종료된 이후, 반도체 스위치의 스위칭으로 인해 흐르는 전기 전류는 에너지 저장 수단, 및 특히 반도체 전자장치로 완전히 정류된다. 다른 말로, 에너지 저장 수단의 충전 시간이 종료된 이후, 제1 고정 콘택과 콘택 브리지 사이에 형성된 아크는 붕괴된다.
바람직하게, 반도체 전자장치는 반도체 스위치의 아크-없는 단로를 위한 타이머를 포함한다. 특히, 반도체 스위치는, 바람직하게 에너지 저장 수단의 충전 시간에 바로 후속하는 턴-온 기간이 종료된 이후 스위치 오프된다. 충전 시간은 특히 아크 지속기간이다. 턴-온 기간은, 스위칭 이후 반도체 스위치의 전기 저항이 적어도 아크 전압보다 더 낮은 비교적 낮은 값으로 강하되도록 설계된다. 이런 방식으로, 턴-온 기간이 경과된 이후 아크가 소멸되는 것이 보장된다. 특히, 타이머는 100 μs 내지 800 μs의 턴-온 기간으로, 또는 충전 시간 및 턴-온 기간이 함께 100 μs 내지 800 μs, 바람직하게 200 μs 내지 600 μs 및, 예컨대 500 μs이도록 세팅된다. 이런 방식으로, 인터럽터 디바이스가 작동된 이후, 직류는 비교적 짧은 시간 기간 이후 안전하게 인터럽팅되어, 안전성이 증가된다. 예컨대, 타이머는 에너지 저장 수단에 의해 세팅되고 전류-전도 반도체 스위치에 의한 에너지 저장 수단의 방전을 위해 요구된 시간에 대응한다.
바람직하게, 아크 지속기간은 에너지 저장 수단의 충전 시간 또는 충전 용량에 의해 결정된다. 다른 말로, 에너지 저장 수단은, 아크 지속기간이 충전 시간 또는 충전 용량의 함수로서 변경되도록 선택되고 세팅된다. 이에 대해, 아크는, 에너지 저장 수단이 완전히 충전될 때 붕괴된다. 예로써, 에너지 저장 수단은, 아크 지속기간이 최대 100 μs 내지 800 μs, 특히 200 μs 내지 600 μs 지속되도록 설계된다. 이런 방식으로, 아크로 인한 콘택 브리지 및 제1 고정 콘택의 열 및 전기 로드가 비교적 낮고, 이것이 비교적 많은 수의 스위칭 동작들이 기능에 영향을 미치는 중단 없이, 따라서 제1 고정 콘택 또는 콘택 브리지의 번-업 없이 인터럽터 디바이스에 의해 수행될 수 있는 이유이다.
과전압 보호부는 편리하게 반도체 스위치에 병렬로 연결된다. 옴-유도 로드들의 경우에, 저장된 유도 전력은 과전압 보호부에 의해 감소되어, 인터럽터 디바이스가 스위치된 이후, 인가된 전압은 감소되고, 이는 인터럽터 디바이스 또는 이에 연결된 컴포넌트들, 이를테면 전기 디바이스 또는 DC 소스의 파괴를 방지한다. 예컨대, 과전압 보호부는 바리스터를 포함하고 특히 바리스터로 이루어진다. 특히, 바리스터의 임계 전압은 반도체 스위치 및/또는 반도체 전자장치에 인가될 수 있는 최대 전기 전압으로 세팅된다. 반도체 스위치 또는 반도체 전자장치를 파괴할 전기 전압의 경우는, 그러므로 바리스터에 의해 감소될 것이다. 특히, 바리스터의 동작은 전류 흐름 방향과 무관하다.
제2 포지션에서, 적어도 인터럽터 디바이스를 가로지르는 전기 전류 흐름이 인터럽트되는 경우, 제2 고정 콘택 및 콘택 브리지는 편리하게 서로 갈바닉적으로 절연된다. 특히, 콘택 브리지 아래의 제2 고정 콘택은 추가 전기 또는 전자 컴포넌트에 의해 브리지되지 않는다. 특히, 제2 고정 콘택과 콘택 브리지 사이의 콘택 갭은 전기적으로 브리지되지 않거나 적어도 전기적으로 브리지가능하지 않다. 다른 말로, 콘택 브리지와 제1 고정 콘택에 의해 형성된 콘택 갭의 경우와 같이, 제2 고정 콘택 및 콘택 브리지에 의해 제공된 콘택 갭에 병렬로 어떠한 추가 컴포넌트도 연결되지 않는다. 결과로서, 한편으로, 갈바닉 절연은 인터럽터 디바이스에 의해, 즉 콘택 브리지 아래의 제2 고정 콘택에 의해 제공되고, 그리고 추가로 아크의 안전한 인터럽션은, 즉, 제1 고정 콘택과 콘택 브리지 사이의 콘택 갭이 브리지되게 하는 반도체 스위치로 인해 구현된다. 게다가, 인터럽터 디바이스의 제어는 단순화되는데, 그 이유는 콘택 브리지만이 이를 위해 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 이동되면 되기 때문이다. 결과로서, 인터럽터 디바이스의 제어 전자장치가 특히 충전 시간 또는 충전 용량이 아크 지속기간에 매칭되는 에너지 저장 수단을 가지는 경우, 상기 제어 전자장치를 비교적 단순하고 값싸게 구현하는 것이 가능하게 되고, 에너지 저장 수단이 고갈될 때, 반도체 스위치는 전류를 차단한다. 따라서, 콘택 브리지를 제1 포지션으로부터 제2 포지션으로 이동할 때, 반도체 스위치는 먼저 실질적으로 무관하게 전기 전도성 상태에 진입하고 그 다음 다시 에너지 저장 수단을 충전하고 방전하기 위해 요구된 시간에 대응하는 충전 시간 및 턴-온 기간 이후 전기 비-전도성 상태에 진입한다.
본 발명의 예시적인 실시예는 도면을 사용하여 아래에서 더 상세히 설명될 것이다.
도 1은 광 발전기와 인버터 사이에 연결된 인터럽터 디바이스를 개략적으로 도시한다.
도 2는 콘택 브리지를 포함하는 기계적 스위치를 가진 인터럽터 디바이스의 블록 다이어그램이다.
도 3은 제1 포지션의 콘택 브리지를 도시한다.
도 4는 제2 포지션의 콘택 브리지를 도시한다.
도 5는 인터럽터 디바이스의 회로도이다.
서로 대응하는 부분들에는 모든 도면들에서 동일한 참조 문자들이 제공된다.
도 1은 DC 소스(2)로서 기능하고 광전지들을 가진 다수의 개별 광발전 패널들(도시되지 않음)을 포함하는 광 발전기를 개략적으로 도시한다. 동작 동안, 180V(DC)와 1500V(DC) 사이의 전기 DC 전압이 광 발전기에 의해 제공된다. 광 발전기(2)는 전력 라인(4)에 의해 인버터(6)로서 구성된 전기 디바이스에 전기적으로 콘택팅된다. 인가된 전압의 결과로서, 전력 라인(4)에 의해 전도되는 전류 흐름이 광 발전기(2)와 인버터(6) 사이에서 발생한다. 원칙적으로 광 발전기(2)로 인해 직류로서 존재하고 몇 암페어의 전류 세기를 가진 공급된 전류는 인버터(6)에 의해 교류로 변환되고 예컨대 3-상 급전망(8)으로 공급된다. 이 목적을 위해, 인버터(6)는 다수의 전력 반도체 스위치들을 포함하고, 다수의 전력 반도체 스위치들은 브리지 회로에서 서로 전기적으로 콘택팅된다. 인터럽터 디바이스(10)는 DC 인터럽션을 위해 전력 라인(4)에 통합되고, 이에 의해 광 발전기(2)와 인버터(6) 사이의 전류의 흐름이 인터럽팅될 수 있다.
전력 라인(4)에 의해 인버터(6) 및 광 발전기(2)에 전기적으로 콘택팅되는 인터럽터 디바이스(10)는 도 2에 블록 다이어그램으로서 도시된다. 이 목적을 위해, 인터럽터 디바이스(10)는 각각 단자 형태인 제1 연결 디바이스(12) 및 제2 연결 디바이스(14)를 포함한다. 제1 연결 디바이스(12)는 전력 케이블 등에 의해 직접적으로 인버터(6)에 전기적으로 콘택팅되고 제2 연결 디바이스(14)는 다른 전력 케이블 등에 의해 광 발전기(2)에 전기적으로 콘택팅된다. 2개의 전력 케이블들은 2개의 연결 디바이스들(12, 14)에 의해 인터럽터 디바이스(10) 상에 단단히 홀딩된다. 결과적으로, 2개의 연결 디바이스들(12, 14)은 전기 및 기계적 콘택팅 둘 모두를 위해 사용된다.
인터럽터 디바이스(10)는 이중 브레이크를 가진 클로저 구성의 전자기 콘택터 형태의 기계적 스위치(16)를 포함한다. 기계적 스위치(16)는 제1 고정 콘택(18)을 가지며, 제1 고정 콘택(18)은 제1 연결 디바이스(12)에 직접 전기적으로 콘택팅된다. 게다가, 기계적 스위치(16)는 제2 고정 콘택(20)을 포함하고, 제2 고정 콘택(20)은 제2 연결 디바이스(14)에 전기적으로 직접 전기적으로 콘택팅된다. 게다가, 기계적 스위치(16)는 제1 이동 콘택(24) 및 제2 이동 콘택(26)을 가진 콘택 브리지(22)를 가진다. 콘택 브리지(22)는 신호 라인(30)으로 작동되는 전자기 드라이브(28)에 기계적으로 연결된다. 신호 라인(30)에 의해 송신된 신호들, 특히 전기 전압의 적용에 따라, 콘택 브리지(22)는 도 3에 도시된 제1 포지션(32), 또는 도 4에 도시된 포지션(34)으로 이동된다.
제1 포지션(32)에서, 원-피스 콘택 브리지(22)의 제1 이동 콘택(24)은 제1 고정 콘택(18)을 기계적으로 직접 지탱하고 제2 이동 콘택(26)은 제2 고정 콘택(20)을 기계적으로 직접 지탱한다. 결과로서, 제1 고정 콘택(18)과 제2 고정 콘택(20) 사이의 저-저항 연결은 콘택 브리지(22)에 의해 생성된다. 제2 포지션(34)에서, 콘택 브리지(22)는 제1 고정 콘택(18) 및 제2 고정 콘택(20)으로부터 떨어져 이격된다. 다른 말로, 제1 이동 콘택(24)과 제1 고정 콘택(18) 사이 그리고 제2 이동 콘택(26)과 제2 고정 콘택(20) 사이에 공기 갭이 형성되고; 공기 갭은 특히 2 mm, 3 mm, 4 mm, 또는 5 mm보다 더 크고 바람직하게 10 mm, 8 mm, 또는 6 mm 미만이다. 콘택 브리지(22)를 제1 포지션(32)으로부터 제2 포지션(34)으로 이동시키기 위해, 콘택 브리지(22)는 횡방향으로 이동된다.
콘택 브리지(22)는 추가로 또한 콘택 포인트(36)를 가지며, 콘택 포인트(36)는 반도체 스위치(40)의 제1 입력(38)에 전기적으로 콘택팅된다. 반도체 스위치의 제2 입력(42)은 제1 고정 콘택(18) 및 제1 연결 디바이스(12)에 직접 전기적으로 콘택팅된다. 직접 전기적으로 콘택팅된 것은 특히, 이들 컴포넌트들이 동작 동안 실질적으로 동일한 전기 전위를 가지는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 전기 전위를 반도체 스위치(40)의 제어 입력(44)에 인가함으로써, 반도체 스위치(40)를 가로질러 제1 입력(38)과 제2 입력(42) 사이의 전류 흐름이 스위칭 온되고 스위칭 오프될 수 있다.
제어 입력(44)은 반도체 전자장치(46)에 의해 제어되고, 반도체 전자장치(46)는 반도체 스위치(40)에 병렬로 연결되고, 그러므로 반도체 전자장치(46)는 결과적으로 콘택 포인트(36) 및 제1 고정 콘택(18)에 전기적으로 콘택팅된다. 반도체 전자장치(46)는 에너지 저장 수단(50)을 가진 전원(48) 및 전원(48)에 의해 전기 전력을 공급받는 제어/보호 유닛(52)을 가진다. 제어/보호 유닛(52)은 출력 드라이버 스테이지(54)를 제어하기 위해 사용되고, 출력 드라이버 스테이지(54)에 의해 제어/보호 유닛(52)의 신호들은 반도체 스위치(40)를 제어하기 위한 신호로 변환된다. 이 신호에 의해, 제어 입력(44)은 반도체 스위치(40)를 제어하기 위해 인가된다.
인터럽터 디바이스(10)는 바리스터(58)를 포함하는 과전압 보호부(56)를 더 포함한다. 과전압 보호부(56)는 반도체 전자장치(46) 및 반도체 스위치(40)에 병렬로 연결되고 따라서 기계적 스위치(16)의 콘택 브리지(22)의 콘택 포인트(36) 및 제1 고정 콘택(18)에 전기적으로 콘택팅된다.
정상 동작 동안, 콘택 브리지(22)는 제1 포지션(32)에 있어서, 제1 연결 디바이스(12)와 제2 연결 디바이스(14) 사이에서 전기 전류 흐름이 가능하게 된다. 이 경우에, 스위치(16)는 전류를 전도시키고 반도체 스위치(40)는 전류를 차단한다. 따라서, 광 발전기(2)와 인버터(6) 사이의 전류 흐름은 가능하게 되고, 이는 광 발전기(2)에 의해 컨버팅된 전기 에너지가 급전망(8)에 공급될 수 있는 이유이다. 예컨대, 유지보수 또는 오기능으로 인해, 광 발전기(2)가 급전망(8)으로부터 단로되면, 인터럽터 디바이스(10)가 작동된다. 이 경우에, 콘택 브리지(22)는 전기기계적 드라이브(28)에 의해 제1 포지션(32)으로부터 제2 포지션(34)으로 이동된다. 인가된 전기 전압으로 인해, 아크(60)는 제1 고정 콘택(18)과 제1 이동 콘택(24) 사이에 형성되고 다른 아크(62)(도 5)는 제2 고정 콘택(20)과 제2 이동 콘택(26) 사이에 형성된다.
결과로서, 기계적 스위치(16)의 개방 스위치 콘택들에도 불구하고, 전기 전류는 2개의 연결 디바이스들(12, 14) 사이에서 계속 흐른다. 그러나, 2개의 아크들(60, 62)로 인해, 2개의 연결 디바이스들(12, 14) 사이에 존재하는 전기 전압은 각각 연관된 고정 콘택들(18, 20)과의 이동 콘택들(24, 26)의 직접 콘택과 비교하여 증가된다. 전기 전압은 아크(60)로 인해 생성된 아크 전압(64), 및 추가 아크(62)로 인해 생성된 추가 아크 전압으로 구성된다. 아크 전압(64)은 반도체 전자장치(46)에 추가로 인가된다. 결과로서, 에너지 저장 수단(50)은 충전된다. 제어/보호 유닛(52) 및 출력 드라이버 스테이지(54)는 에너지 저장 수단(50)에 의해 전력을 인가받고, 반도체 스위치(40)의 제어 입력(44)에는 전기 전위가 공급된다. 결과로서, 반도체 스위치(40)는 전류를 전도시키기 위해 스위치되어, 반도체 스위치(40)의 2개의 입력들(42, 38) 사이의 전기 전류 흐름은 가능하게 된다.
따라서 2개의 입력들(38, 42) 사이에서 우세한 전기 저항은 아크(64)의 전기 전압보다 더 낮고, 이 때문에 아크(64)가 소멸되고; 이것은 시간적으로 제2 포지션(34)으로 콘택 브리지(22)의 이동에 바로 후속하는 시간 기간 이후 발생한다. 이 시간 기간은 또한 아크 지속기간(68)으로 지칭되고, 그러므로, 아크(64)는 그 지속기간 동안 지속된다. 결과적으로, 콘택 포인트(36)와 제1 연결 디바이스(12) 사이의 전류 흐름은 반도체 스위치(40)로 정류되고 제1 고정 콘택(18)과 제1 이동 콘택(24) 사이에는 어떠한 전기 전류 흐름도 없다. 추가 아크(62)는 계속 존재하여, 아크 지속기간(68) 이후에도, 2개의 연결 디바이스들(12, 14) 사이에서 전류 흐름이 계속된다. 여기서 아크 지속기간(68)은 실질적으로 500 μs이다. 뒤따르고 제어/보호 유닛(52)의 타이머(72)에 의해 구현되는 턴-온 기간(70) 이후, 반도체 스위치(40)는 전기적으로 차단되도록 스위칭되고, 그러므로 2개의 입력들(38, 42) 사이의 전류 흐름이 방지되고, 이는 반도체 전자장치(46)에 의해 제어 입력(44)에 적절한 전기 전위의 인가로 발생한다. 결과로서, 추가 아크(62)는 소멸되고 제2 고정 콘택(20) 및 콘택 브리지(22)는 갈바닉적으로 절연된다. 결과적으로, 광 발전기(2) 및 인버터(6)는 서로 갈바닉적으로 절연된다. 유도성 로드들이 전력 라인(4)에 전기적으로 콘택팅되면, 반도체 스위치(40), 반도체 전자장치(46), 또는 기계적 스위치(16)의 파괴를 유도할 과전압은 과전압 보호부(56)에 의해 감소된다.
도 5는 또한 하이브리드 회로 차단기로 지칭되는 인터럽터 디바이스(10)의 비교적 상세한 회로도를 도시한다. 반도체 스위치(40)는 과전압 보호부(56)에 병렬로 연결되는 제1 반도체 스위치(40a) 및 제2 반도체 스위치(40b)를 포함한다. 반도체 전자장치(46)는 에너지 저장 수단(50) 및 타이머(72)를 가진다. 반도체 전자장치(46)는 바람직하게 저항기 또는 저항기 스트링(string)(74)을 통해 제1 연결 디바이스(12)에 연결된다. 바람직하게 제1 반도체 스위치(40a)로서 사용되는 IGBT의 게이트는 반도체 스위치(40)의 제어 입력(44)을 형성한다. 상기 제어 입력(44)은 반도체 전자장치(46)를 통해 제1 고정 콘택(18)으로 라우팅된다.
제1 반도체 스위치(IGBT)(40a)는 캐스코드(cascode) 어레인지먼트로 MOSFET 형태의 제2 반도체 스위치(40b)에 직렬로 연결된다. 제1 반도체 스위치(40a)에 인가되는 전위(U+)는 항상, 제2 반도체 스위치(MOSFET)(40b)가 콘택 포인트(36)에 라우팅되는 대향 스위치 측 상의 전위(U-)보다 더 크다. 기계적 스위치(16)가 폐쇄될 때 포지티브 전위(U+)는 0V이고; 그러므로, 콘택 브리지(22)는 제1 포지션(32)에 있는다.
제1 반도체 스위치(IGBT)(40a)는 프리휠링 다이오드(76)에 연결된다. 제1 제너 다이오드(78)는 애노드 측 상에서 전위(U-)에 연결되고 캐소드 측 상에서 제1 반도체 스위치(IGBT)(40a)의 게이트(제어 입력(44))에 연결된다. 제2 제너 다이오드(80)는 차례로 캐소드 측 상에서 게이트(제어 입력(44))에 연결되고 애노드 측 상에서 제1 반도체 스위치(IGBT)(40a)의 이미터에 연결된다.
다이오드(84)는 애노드 측 상에서 캐스코드 어레인지먼트의 제1 및 제2 반도체 스위치들(40a 및 40b) 사이의 중앙 또는 캐스코드 탭(82)에 라우팅되고, 상기 다이오드는 캐소드 측 상에서 캐패시터(86)를 통해 전위(U-)에 연결되고, 캐패시터(86)는 에너지 저장 수단(50)으로서 역할을 한다. 복수의 캐패시터들(86)은 또한 에너지 저장 수단(50)을 형성할 수 있다. 다이오드(84)와 에너지 저장 수단(50) 또는 캐패시터(86) 사이의 애노드-측 전압 탭(88)을 통해, 옴 저항기들(90 및 92)에 연결된 트랜지스터(94)는 추가 저항기들(96 및 98)을 통해 제2 반도체 스위치(MOSFET)(40b)의 게이트에 연결된다. 병렬 저항기(102)를 가진 추가 제너 다이오드(100)는 캐소드 측 상에서 게이트에 연결되고 애노드 측 상에서 제2 반도체 스위치(MOSFET)(40b)의 소스에 연결된다.
베이스 측 상에서, 트랜지스터(94)는 트랜지스터(104)를 통해 제어되고, 트랜지스터(104)는 특히 베이스 측 상에서 옴 저항기(106)를 통해 예컨대 모노플롭(monoflop)으로서 설계된 타이머(72)에 연결된다. 베이스-이미터 측 상에서, 트랜지스터(104)는 부가적으로 추가 저항기(108)에 연결된다.
기계적 스위치(16)가 폐쇄될 때, 고정 콘택들(18, 20) 사이의 전기 콘택은 저 임피던스를 가지는 반면, 제1 및 제2 반도체 스위치들(40a, 40b)에 의해 형성된 반도체 스위치(40)는 고-임피던스이고 따라서 전류를 차단한다. 기계적 스위치(16)의 개방 이전에, 여기서 발생하는 전기 전압은 사실상 0V이고 기계적 스위치(72)의 콘택 브리지(22)의 개방과 함께 갑자기 통상적인 아크 전압(64, 66), 예컨대 20V 내지 30V를 가진 아크들(60, 62)에 대한 특징 값으로 증가한다. 따라서 포지티브 전위(U+)는, 기계적 스위치(16)가 개방될 때 이런 아크 전압(64
Figure pct00001
30V)을 향하는 경향이 있다.
콘택 개방 시간(아크 시간 간격) 다음의 시간 기간 동안, 아크(60)로부터 반도체 스위치(40)로 아크 전류에 실질적으로 대응하는 스위치 전류의 정류가 이미 시작된다. 아크 시간 간격 동안, 아크 전류는 실제로 반도체 스위치(40)와 아크(60)로 나뉘어진다. 에너지 저장 수단(50)은 이런 아크 시간 간격 동안 충전된다. 그 시간 기간은, 한편으로, 충분한 에너지가 반도체 전자장치(46)의 신뢰성 있는 제어를 위해, 특히 아크 시간 간격 다음 시간 기간 동안 반도체 전자장치(46)의 셧다운을 위해 이용가능하도록 세팅된다. 다른 한편, 아크 시간 간격은, 스위치(16) 또는 이의 스위치 콘택들(18, 20, 24, 26)의 바람직하지 않은 콘택 부식 또는 콘택 마모가 회피되도록 충분히 짧다.
아크(60)의 시작 및 따라서 아크 전압(64)의 형성으로, 제1 반도체 스위치(IGBT)(40a)는, 적어도 충분한 충전 전압 및 충분한 아크 전류 또는 충전 전류가 캐패시터들(86) 및 따라서 에너지 저장 수단(50)을 위해 이용가능하도록 저항기(74)에 의해 활성화된다. 바람직하게, 이 목적을 위해, 전자장치(46)의 제어 루프는 저항기(74) 및 제너 다이오드(78)를 갖는 제1 반도체 스위치(IGBT)(40a)의 대응 회로로 생성되고, 이 루프에 의해 전압은 캐스코드 탭(82)에서 예컨대 UAb=12V(DC)로 세팅된다. 이 경우에, 아크 전류의 일부는 포지티브 전위(U+) 근처에서 제1 반도체 스위치(IGBT)(40a)를 통해 흐른다.
결과적인 탭 전압은 필수적으로 트랜지스터들(94 및 104)뿐 아니라 전자장치(46)의 타이머(72) 및 에너지 저장 수단(50)에 전압을 공급하는 역할을 한다. 애노드 측 상에서 캐스코드 탭(82)에 연결되고 캐소드 측 상에서 캐패시터(86)에 연결되는 다이오드(84)는 캐패시터들(86)로부터 전위(U-) 방향으로 충전 전류의 리턴을 방지한다. 충분한 에너지가 캐패시터(86) 및 따라서 에너지 저장 수단(50)에 포함되면, 그리고, 이에 따라서 충분히 높은 제어 또는 스위칭 전압이 전압 탭(88)에 존재하면, 트랜지스터(104) 및 결과적으로 트랜지스터(94)는 활성화되어, 2개의 반도체 스위치들(40a, 40b)은 또한 완전히 활성화된다. 기계적 스위치(16)의 갭 섹션의 비교적 매우 높은 저항으로 인해(상기 섹션은 제1 고정 콘택(18)과 제1 이동 콘택(24) 사이에 형성됨), 아크 전류는 거의 전적으로 반도체 스위치(40)를 가로질러 흐르고, 반도체 스위치(40)는 지금 활성화된 반도체 스위치들(40a, 40b)로 인해 훨씬 더 낮은 저항을 가진다.
따라서 포지티브 전위(U+)는, 스위치 전류가 반도체 스위치(40)로 정류될 때, 다시 0V를 향하는 경향이 있다. 결과로서, 아크(60)는 기계적 스위치(16)의 콘택들(18, 24) 사이에서 소멸되는 반면, 추가 아크(62)는 지속된다.
충전 용량 및 따라서 캐패시터(86)에 포함된 저장된 에너지는, 반도체 스위치(40)가 타이머(72)에 의해 미리결정된 시간 기간 동안 전기 전류를 전도시키도록 계산된다. 이 시간 기간은 예컨대 500 μs로 세팅될 수 있다. 이런 시간 기간의 계산 및 따라서 타이머(72)의 세팅은 실질적으로, 아크(60)의 완전한 소멸을 위한 애플리케이션-특정 또는 통상적인 시간 기간들에 의해 그리고 이에 의해 형성된 플라즈마의 충분한 냉각에 의해 통제된다. 여기서 결정적인 요소는, 그로 인해 전자장치(46)가 여전히 개방된 기계적 스위치(16)에서 또는 이의 콘택들(18, 20, 24, 26)을 통해 전류-차단 반도체 스위치(40)와 단로된 이후에 새로운 아크(60, 62)가 발생할 수 없다는 것이다.
본 발명은 물론, 위에서 설명된 예시적인 실시예로 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명의 다른 변형들은 또한 본 발명의 주제를 넘어섬이 없이 당업자들에 의해 이로부터 도출될 수 있다. 특히, 예시적인 실시예들과 관하여 설명된 추가 모든 개별적인 특징들은 또한 본 발명의 주제를 넘어섬이 없이 상이한 방식으로 서로 결합될 수 있다.
2 광 발전기
4 전력 라인
6 인버터
8 급전망
10 인터럽터 디바이스
12 제1 연결 디바이스
14 제2 연결 디바이스
16 기계적 스위치
18 제1 고정 콘택
20 제2 고정 콘택
22 콘택 브리지
24 제1 이동 콘택
26 제2 이동 콘택
28 전기기계적 드라이브
30 신호 라인
32 제1 포지션
34 제2 포지션
36 콘택 포인트
38 제1 입력
40 반도체 스위치
40a 제1 반도체 스위치
40b 제2 반도체 스위치
42 제2 입력
44 제어 입력
46 반도체 전자장치
48 전원
50 에너지 저장 수단
52 제어/보호 유닛
54 출력 드라이버 스테이지
56 과전압 보호부
58 바리스터
60 아크
62 추가 아크
64 아크 전압
66 추가 아크 전압
68 아크 지속기간
70 턴-온 기간
72 타이머
74 저항기
76 프리휠링 다이오드
78 제1 제너 다이오드
80 제2 제너 다이오드
82 캐스코드 탭
84 다이오드
86 캐패시터
88 전압 탭
90 옴 저항기
92 옴 저항기
94 트랜지스터
96 옴 저항기
98 옴 저항기
100 추가 제너 다이오드
102 옴 저항기
104 트랜지스터
106 옴 저항기
108 옴 저항기
U+ 플러스 전위
U- 마이너스 전위

Claims (9)

  1. 인터럽터(interrupter) 디바이스(10)로서,
    상기 인터럽터 디바이스(10)는, 기계적 스위치(16)에 의해, 직류 소스(2)와 전기 디바이스(6) 사이, 특히 광 발전기와 인버터 사이의 직류를 인터럽팅하기 위한 것이고, 상기 기계적 스위치(16)는 제1 고정 콘택(18), 제2 고정 콘택(20), 및 제1 포지션(32)과 제2 포지션(34) 사이에서 이동될 수 있는 콘택 브리지(22)를 가지며, 상기 제1 포지션(32)에서, 상기 제1 고정 콘택(18) 및 상기 제2 고정 콘택(20)은 상기 콘택 브리지(22)에 의해 전기적으로 콘택팅되고, 상기 제2 포지션(34)에서, 상기 콘택 브리지(22)는 상기 제1 고정 콘택(18) 및 상기 제2 고정 콘택(20)으로부터 떨어져 이격되고, 그리고 상기 콘택 브리지(22)가 상기 제1 포지션(32)에 있을 때, 상기 콘택 브리지(22) 및 상기 제1 고정 콘택(18)은 반도체 스위치(40)에 전기적으로 콘택팅되어, 상기 반도체 스위치(40)는 전류를 차단하며, 그리고 상기 콘택 브리지(22)가 상기 제2 포지션(34)으로 이동될 때, 상기 반도체 스위치(40)의 제어 입력(44)은, 전류를 전도시키기 위해, 상기 기계적 스위치(16)를 가로질러 아크(60)의 결과로서 생성된 아크 전압(64)이 상기 반도체 스위치(40)에 연결되도록, 상기 기계적 스위치(16)에 연결되는,
    인터럽터 디바이스(10).
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기계적 스위치(16)는 이중 브레이크(break)를 가진 클로저(closer) 구성의 전기기계적 콘택터인,
    인터럽터 디바이스(10).
  3. 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
    반도체 전자장치(46)가 상기 반도체 스위치(40)에 병렬로 연결되고, 상기 반도체 전자장치(46)는 아크 지속기간(68) 내에 상기 아크(60)의 결과로서 충전되는 에너지 저장 수단(50)을 가지며, 특히 상기 반도체 스위치(40)의 상기 제어 입력(44)은 상기 에너지 저장 수단(50)에 전기적으로 콘택팅되는,
    인터럽터 디바이스(10).
  4. 제3 항에 있어서,
    에너지 저장 디바이스(50)의 충전 시간에 후속하는 턴 온 기간(70)이 종료된 이후, 상기 반도체 스위치(40)의 아크-없는 단로(arc-free disconnection)를 위한 타이머(72)를 특징으로 하는,
    인터럽터 디바이스(10).
  5. 제3 항 또는 제4 항에 있어서,
    상기 아크 지속기간(68)은 상기 에너지 저장 수단(50)의 상기 충전 시간 또는 충전 용량에 의해 결정되는,
    인터럽터 디바이스(10).
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 아크 지속기간(68)은 100 μs 내지 800 μs인,
    인터럽터 디바이스(10).
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    과전압 보호부(56)가 상기 반도체 스위치(40)에 병렬로 연결되는,
    인터럽터 디바이스(10).
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 과전압 보호부(56)는 바리스터(varistor)(58)를 포함하는,
    인터럽터 디바이스(10).
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 포지션(34)에서, 상기 제2 고정 콘택(20)과 상기 콘택 브리지(22)는 갈바닉적으로(galvanically) 절연되는,
    인터럽터 디바이스(10).
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