SE515671C2 - Device and method for protecting an object against fault-related overcurrent (Case 1) - Google Patents
Device and method for protecting an object against fault-related overcurrent (Case 1)Info
- Publication number
- SE515671C2 SE515671C2 SE9604629A SE9604629A SE515671C2 SE 515671 C2 SE515671 C2 SE 515671C2 SE 9604629 A SE9604629 A SE 9604629A SE 9604629 A SE9604629 A SE 9604629A SE 515671 C2 SE515671 C2 SE 515671C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- overcurrent
- switch
- line
- current
- components
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H3/00—Emergency protective circuit arrangements for automatic disconnection directly responsive to an undesired change from normal electric working condition with or without subsequent reconnection ; integrated protection
- H02H3/02—Details
- H02H3/021—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order
- H02H3/023—Details concerning the disconnection itself, e.g. at a particular instant, particularly at zero value of current, disconnection in a predetermined order by short-circuiting
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Protection Of Static Devices (AREA)
- Protection Of Generators And Motors (AREA)
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
Description
20 25 30 35 515 671 :šyišf- devis klumpig utformning med stor tröghet, något som åter- speglar sig i. en förhållandevis lång bryttid. Det påpekas därvid att den överström som här primärt avses är den kort- slutningsström som uppstår i. anslutning till det skyddade objektet, exempelvis såsom en konsekvens av fel i det skyd- dade objektets elektriska isolationssystem. Dylika fel med- för att det felström (kortslutningsström) kommer att tendera att flyta igenom externa nätets/utrustningens ljusbågen. Resultatet härav kan bli ett mycket stort haveri. 20 25 30 35 515 671: šyišf- sometimes clumsy design with great inertia, something that is reflected in. A relatively long breaking time. It is pointed out here that the overcurrent referred to here is primarily the short-circuit current that occurs in connection with the protected object, for example as a consequence of faults in the electrical object's electrical insulation system. Such faults mean that the fault current (short-circuit current) will tend to flow through the arc of the external network / equipment. The result of this can be a very big accident.
Det må nämnas att för det svenska kraftnätet den dimensione- rande kortslutningsströmmen/felströmmen är 63 kA. I verkli- genheten kan kortslutningsströmmen uppgå till 40-50 kA.It should be mentioned that for the Swedish power grid the design short-circuit current / fault current is 63 kA. In reality, the short-circuit current can amount to 40-50 kA.
Ett problem med den nämnda effektbrytaren är dess långa bryttid. ständigt genomförd brytning är 150 millisekunder (ms).A problem with the mentioned circuit breaker is its long switching time. constantly completed break is 150 milliseconds (ms).
Den dimensionerande bryttiden (IEC-norm) för full- Det är förenat med svårigheter att reducera denna bryttid till under 50-130 ms beroende på driftsfall. är att vid ett fel i det skyddade objektet en mycket hög ström kommer att flyta igenom densamma under hela den tid Konsekvensen härav som erfordras för att bringa effektbrytaren till brytning.The design break time (IEC standard) for full- It is associated with difficulties to reduce this break time to below 50-130 ms depending on operating conditions. is that in the event of a fault in the protected object, a very high current will flow through it for the entire time the consequence of this is required to bring the circuit breaker to break.
Under denna tid innebär det externa kraftnätets fulla fel- ström en betydande belastning på det skyddade objektet. För att undvika skador och totala haverier vad beträffar det skyddade objektet har man enligt hittills tillämpad teknik konstruerat objektet så att det skall kunna klara att utan nämnvärda skadeverkningar' utsättas för' kortslutningsström- men/felströmmen under effektbrytarens bryttid. Det påpekas därvid att en kortslutningsström (felström) i det skyddade objektet kan vara sammansatt dels av objektets eget bidrag till felströmmen, dels strömtillskottet emanerande från nä- tet/utrustningen. Objektets eget bidrag till felströmmen på- verkas ej av effektbrytarens funktion men bidraget till fel- strömmen från nätet/utrustningen är beroende av effektbryta- rens funktion. Behovet av att konstruera det skyddade objek- tet så att det uthärdar hög kortslutningsström/felström un- 10 15 20 25 30 35 der betydande tid innebär väsentliga nackdelar i form av dy- rare utförande och sämre prestanda.During this time, the full fault current of the external power grid means a significant load on the protected object. In order to avoid damage and total breakdowns with regard to the protected object, the object has been designed according to the technology applied so far so that it can withstand 'short-circuit current' / fault current during the circuit breaker's time without significant damage effects. It is pointed out that a short-circuit current (fault current) in the protected object can be composed partly of the object's own contribution to the fault current, and partly of the current addition emanating from the network / equipment. The object's own contribution to the fault current is not affected by the function of the circuit breaker, but the contribution to the fault current from the mains / equipment depends on the function of the circuit breaker. The need to design the protected object so that it can withstand high short-circuit current / fault current during significant time entails significant disadvantages in the form of more expensive design and poorer performance.
H2BElNNlNQENS_SXEIE Syftet med föreliggande uppfinning är att anvisa utvägar att utforma anordningen och förfarandet så att ett bättre skydd för objektet uppnås och därmed en minskad belastning på det- samma, något som innebär att själva objektet ej längre behö- ver konstrueras för att motstå maximala kortslutningsström- mar/felströmmar under relativt långa tidsperioder.The object of the present invention is to provide ways to design the device and the method so that a better protection of the object is achieved and thus a reduced load on the same, which means that the object itself no longer needs to be designed to withstand maximum short-circuit currents. mar / fault currents for relatively long periods of time.
SBMANEBIINlNG_AY_HEBElNNlNGEN Enligt uppfinningen uppfylles ovan skisserade syfte genom att ledningen mellan objektet och elkopplaren är ansluten till en överströmsreducerande inrättning, vilken är aktiver- bar för överströmsreduktion med bistånd av en överströmsbe- tingelser detekterande inrättning inom en tidsrymd som vä- sentligt underskrider elkopplarens bryttid.SBMANEBIINlNG_AY_HEBElNNlNGEN According to the invention, the object outlined above is fulfilled in that the line between the object and the electrical switch is connected to an overcurrent reducing device, which is activatable for overcurrent reduction with the assistance of an overcurrent condition detecting device within a time interval.
Således baserar sig uppfinningen på principen att icke för- lita sig för brytändamål blott på en sist och slutligen gal- vanisk separation etablerande elkopplare utan i stället ut- nyttja en snabbt fungerande överströmsreducerande inrättning som utan att effektuera någon verklig brytning av överström- men ändock reducerar denna i sådan utsträckning att det skyddade objektet kommer att utsättas för väsentligt reduce- rade påfrestningar och därmed ett mindre mått av skador. Den reducerade överströmmen/felströmmen innebär således att när väl elkopplaren etablerar galvanisk separation så kommer den totala energiinjektionen i det skyddade objektet att ha bli- vit väsentligt mindre än i frånvaro av den överströmsreduce- rande inrättningen. 10 15 20 25 30 35 515 671 Enligt ett speciellt föredraget utförande av 'uppfinningen utformas den överströmsreducerande inrättningen såsom inne- fattande en överströmsavledare för avledning av överströmmar till jord eller eljest annan enhet med lägre potential än nätet/utrustningen.Thus, the invention is based on the principle of not relying for breaking purposes only on a last and finally galvanic separation establishing electrical couplers but instead utilizing a fast-acting overcurrent reducing device which without effecting any actual breaking of the overcurrent still reduces this to such an extent that the protected object will be exposed to significantly reduced stress and thus a lesser degree of damage. The reduced overcurrent / residual current thus means that once the electrical switch establishes galvanic separation, the total energy injection in the protected object will have been significantly less than in the absence of the overcurrent reducing device. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the overcurrent reducing device is designed as comprising an overcurrent diverter for diverting overcurrents to earth or otherwise another unit with lower potential than the network / equipment.
Enligt ett speciellt föredraget utförande av uppfinningen är dessutom åtgärder vidtagna för att ombesörja en reduktion av den tidsrymd, under vilken den av den överströmsreducerande inrättningen redan reducerade strömmen kan flyta iJ1 i det skyddade objektet. För detta ändamål innefattar anordningen en i ledningen mellan kretsbrytaren och objektet anordnad ytterligare brytare, som är utformad för att bryta vid lägre spänning och ström än elkopplaren och därför kan utformas med kortare bryttid än denna som en konsekvens av mindre rö- relsebehov och mindre massa hos brytarens rörliga kon- takt(-er), bryta först när överströmmen mot eller från det skyddade ob- varvid den ytterligare brytaren är anordnad att jektet reducerats medelst den överströmsreducerande inrätt- ningen. Närmare bestämt är den erforderliga rörelsen hos den ytterligare brytarens nämnda rörliga kontakt(-er) mindre på grund av lägre spänning medan kontaktens(-ernas) massa kan hållas lägre på grund av att den lägre strömmen ej erfordrar så stora kontaktareor.In addition, according to a particularly preferred embodiment of the invention, measures are taken to provide a reduction of the time during which the current already reduced by the overcurrent reducing device can flow iJ1 in the protected object. For this purpose, the device comprises an additional switch arranged in the line between the circuit breaker and the object, which is designed to break at a lower voltage and current than the electrical switch and can therefore be designed with a shorter switching time than this as a consequence of less movement and less mass. the switch's movable contact (s), break only when the overcurrent towards or from the protected ob- whereby the additional switch is arranged that the jack has been reduced by means of the overcurrent reducing device. More specifically, the required movement of the said movable contact (s) of the additional switch is smaller due to lower voltage, while the mass of the contact (s) can be kept lower due to the fact that the lower current does not require such large contact areas.
Ytterligare fördelar och särdrag hos uppfinningen, i synner- het vad beträffar det uppfinningsenliga förfarandet, framgår av följande beskrivning och patentkraven.Further advantages and features of the invention, in particular with regard to the method according to the invention, appear from the following description and the claims.
KQBI_BESKBl¥NlNG_A¥_BlINlNQABNA Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare beskrivning av ett såsom exempel anfört utförande av uppfinningen.KQBI_BESKBl ¥ NlNG_A ¥ _BlINlNQABNA Referring to the accompanying drawings, a more detailed description of an exemplary embodiment of the invention follows.
På ritningarna: 10 15 20 25 30 35 51516271 Fig 1 är en rent schematisk vy illustrerande grundtanken bakom den uppfinningsenliga lösningen, Fig Za- 2d är diagram som i schematisk form illustrerar på jäm- förande vis felströmsförlopp och energiutveckling med och utan den uppfinningsenliga anordningen, Fig 3 är en schematisk vy illustrerande en tänkbar utform- ning av den uppfinningsenliga anordningen, Fig 4 är en schematisk vy illustrerande ett möjligt utfö- rande av den överströmsreducerande inrättningen, och Fig 5 är en schematisk vy illustrerande den uppfinningsen- liga anordningen tillämpad vid en elkraftanläggning en transformator samt ett därtill kopplat elkraftnät. omfattande en generator, n n I fig 1 illustreras en elkraftanläggning i vilken ingår ett skyddat objekt 1. Detta skulle exempelvis kunna bestå av en generator. Detta objekt är via en ledning 2 i förbindelse I stället för ett dylikt nät skulle den med 3 betecknade enheten kunna utgöras av en med ett externt försörjningsnät 3. annan i elkraftanläggningen ingående utrustning. Den här ak- tuella elkraftanläggningen tänkes vara av sådan art att det är själva objektet 1 som primärt avses bli skyddat mot fel- strömmar från nätet/utrustningen 3 när i själva objektet 1 uppstår ett fel som ger upphov till en felström från nä- tet/utrustningen 3 mot objektet 1 så att felströmmen kommer att flyta igenom detta. Nämnda fel kan bestå i att en kort- slutning har bildats i objektet 1. Med kortslutning menas en icke avsedd ledande strömbana mellan två eller flera punk- 10 15 20 25 30 35 s1s 671 ter. Kortslutningen kan till exempel bestå av en ljusbåge.In the drawings: Fig. 1 is a purely schematic view illustrating the basic idea behind the solution according to the invention, Fig. Za-2d is a diagram which in schematic form illustrates comparatively fault current course and energy development with and without the device according to the invention, Fig. 3 is a schematic view illustrating a conceivable embodiment of the device according to the invention, Fig. 4 is a schematic view illustrating a possible embodiment of the overcurrent reducing device, and Fig. 5 is a schematic view illustrating the device according to the invention applied to a device according to an invention. electric power plant a transformer and an associated electric power grid. comprising a generator, n n Fig. 1 illustrates an electric power plant which includes a protected object 1. This could, for example, consist of a generator. This object is connected via a line 2 Instead of such a network, the unit denoted by 3 could consist of an equipment with an external supply network 3. other equipment included in the electric power plant. This current electric power plant is intended to be of such a nature that it is the object 1 itself that is primarily intended to be protected against fault currents from the network / equipment 3 when an error occurs in the object 1 itself which gives rise to a fault current from the network / the equipment 3 towards the object 1 so that the fault current will flow through it. Said error may consist in that a short circuit has been formed in the object 1. By short circuit is meant an unintended conductive current path between two or more points. The short circuit can, for example, consist of an arc.
Denna kortslutning och resulterande strömrusning kan föror- saka betydande skador eller t o m totalt haveri hos objektet 1.This short circuit and the resulting current surge can cause significant damage or even total damage to the object 1.
Det påpekas redan här att vid åtminstone vissa typer av skyddade elektriska objekt 1, för objektet ifråga skadliga kortslutningsströmmar/felströmmar kan komma att flyta från det skyddade objektet mot nätet/utrustningen 3. Inom ramen för uppfinningen avses således denna komma till tillämpning för skyddsändamål icke endast för skydd av objektet från ex- ternt härrörande felströmmar flytande till objektet utan också från interna felströmmar i objektet flytande i motsatt riktning. Detta kommer att närmare behandlas i det följande.It is already pointed out here that in the case of at least certain types of protected electrical objects 1, for the object in question harmful short-circuit currents / fault currents may flow from the protected object to the network / equipment 3. Thus, within the scope of the invention, this is intended to be used not only for protection purposes. for protection of the object from externally originating fault currents flowing to the object but also from internal fault currents in the object flowing in the opposite direction. This will be discussed in more detail below.
I det följande kommer i beskrivningsunderlättande syfte be- teckningen 3 att städse benämnas såsom bestående av ett ex- ternt elkraftnät. Det bör emellertid hållas i åtanke att det i stället för ett dylikt nät kan vara fråga om annan utrust- ning som vid uppstående av fel förorsakar strömrusning genom objektet 1.In the following, for purposes of description, the designation 3 will always be referred to as consisting of an external electric power grid. It should be borne in mind, however, that instead of such a network, it may be a question of other equipment which, in the event of a fault, causes current surges through the object 1.
I ledningen 2 mellan objektet 1 och nätet 3 är anordnad en konventionell effektbrytare 4. Denna effektbrytare inbegri- per åtminstone en egen sensor för avkännande av omständighe- ter indikativa för att i ledningen 2 flyter en överström.In the line 2 between the object 1 and the network 3, a conventional circuit breaker 4 is arranged. This circuit breaker includes at least one own sensor for sensing circumstances indicative that an overcurrent is flowing in the line 2.
Sådana omständigheter kan vara strömmar/spänningar, men också andra som anger att ett fel föreligger. Till exempel kan sensorn vara en ljusbågsvakt eller en kortslutningsljud registrerande sensor' mm. När sensorn indikerar att över- strömmen överskrider en viss nivå aktiveras effektbrytaren 4 för brytning av förbindelsen mellan objektet 1 och nätet 3.Such circumstances can be currents / voltages, but also others that indicate that a fault exists. For example, the sensor can be an arc monitor or a short-circuit sound sensing sensor 'mm. When the sensor indicates that the overcurrent exceeds a certain level, the circuit breaker 4 is activated to break the connection between the object 1 and the network 3.
Effektbrytaren 4 har emellertid att bryta den totala kort- Effektbrytaren måste därför utformas att uppfylla högt ställda fordringar, slutningsströmmen/felströmmen. något som i praktiken medför att den kommer att fungera relativt lång- 10 15 20 25 30 35 515 671 samt. I Fig 2a illustreras i ett ström/tiddiagram hurusom vid uppkomsten av ett fel, t ex en kortslutning i objektet l, vid tidpunkten tfel felströmmen i den i Fig 1 med 2 be- tecknade ledningen snabbt antar värdet il. Denna felström il brytes medelst effektbrytaren 4 vid tl, som är åtminstone inom 150 ms efter tfel. I Fig 2d illustrerar det där visade diagramet i2~t och därmed den energi som utvecklas :L det skyddade objektet 1 som en konsekvens av kortslutningen där- i. Den uppstående energiinjektionen i objektet som en kon- sekvens av kortslutningsströmmen representeras följaktligen av den sammanlagda ytan av den yttre rektangeln i Fig 2d.However, the circuit breaker 4 has to break the total short- The circuit breaker must therefore be designed to meet high requirements, the closing current / fault current. something which in practice means that it will work relatively long- 10 15 20 25 30 35 515 671 and. Fig. 2a illustrates in a current / time diagram whether at the occurrence of a fault, for example a short circuit in the object 1, at the time tfel the fault current in the line designated in Fig. 1 with 2 quickly assumes the value il. This fault current il is interrupted by means of the circuit breaker 4 at t1, which is at least within 150 ms after fault. Fig. 2d illustrates the diagram i2 ~ t shown therein and thus the energy developed: L the protected object 1 as a consequence of the short circuit therein. of the outer rectangle in Fig. 2d.
Det påpekas i detta sammanhang att felströmmen i Fig 2a-c och strömmarna i Fig 2d representerar enveloppen av toppvär- det. enkelhets skull.It is pointed out in this context that the fault current in Fig. 2a-c and the currents in Fig. 2d represent the envelope of the peak value. for simplicity.
Endast ena polariteten har utritats i diagrammen för Effektbrytaren 4 är av sådant utförande att den etablerar galvanisk separation genom att metalliska kontakter skiljs.Only one polarity has been plotted in the diagrams of the circuit breaker 4 is of such a design that it establishes galvanic separation by separating metallic contacts.
Följaktligen uppvisar effektbrytaren 4 :i regel erforderlig hjälputrustning för ljusbågssläckning.Consequently, the circuit breaker 4: usually has the necessary auxiliary equipment for arc extinguishing.
Enligt uppfinningen är ledningen 2 mellan objektet 1 och el- kopplaren 4 ansluten till en överströmmar mot apparaten 1 Den är akti- verbar för överströmsreduktion med bistånd av en överströms- reducerande inrättning generellt betecknad 5. betingelser detekterande inrättning inom en tidsrymd som Vä- sentligt understiger effektbrytarens 4 bryttid. Denna in- rättning 5 är följaktligen så utförd att den icke behöver etablera någon galvanisk separation. Förutsättningar skapas därför att mycket snabbt etablera en strömreduktion utan att för den skull någon total eliminering av den ström som fly- ter från nätet 3 till det skyddade objektet 1 behöver effek- tueras. I Fig 2b illustreras som kontrast till fallet enligt Fig 2a hurusom den överströmsreducerande inrättningen 5 en- ligt uppfinningen vid uppkomst av en kortslutningsström vid 10 15 20 25 30 35 515671 tidpunkten tfel aktiveras för överströmsreduktion till nivån i2 vid tidpunkten t2. Tidsintervallet tfel-t2 representerar således den överströmsreducerande inrättningens 5 reaktions- tid. Genom inrättningens 5 uppgift att icke bryta utan blott reducera felströmmen kan inrättningen fås att reagera syn- nerligen snabbt, vilket kommer att diskuteras närmare i det följande. nivån il till nivån i2 avses bli effektuerad inom någon el- Såsom exempel kan nämnas att strömreduktion från ler några ms efter att oacceptabla överströmsbetingelser de- tekterats. Därvid eftersträvas att strömreduktionen effek- tueras på kortare tid än 1 ms, och företrädesvis snabbare än på 1 mikrosekund.According to the invention, the line 2 between the object 1 and the electrical switch 4 is connected to an overcurrent towards the apparatus 1. circuit breaker 4 switching time. This device 5 is consequently designed in such a way that it does not need to establish any galvanic separation. Conditions are therefore created to establish a current reduction very quickly without any total elimination of the current flowing from the network 3 to the protected object 1 having to be effected. In Fig. 2b it is illustrated in contrast to the case according to Fig. 2a how the overcurrent reducing device 5 according to the invention at the occurrence of a short-circuit current at the time tfel is activated for overcurrent reduction to the level i2 at the time t2. The time interval tfel-t2 thus represents the reaction time of the overcurrent reducing device 5. By the task of the device 5 not to break but only to reduce the fault current, the device can be made to react extremely quickly, which will be discussed in more detail in the following. level il to level i2 is intended to be effected within some electricity. The aim is for the current reduction to be effected in a shorter time than 1 ms, and preferably faster than in 1 microsecond.
Såsom framgår av fig 1 innefattar anordningen vidare en i ledningen 2 mellan effektbrytaren 4 och objektet 1 anordnad ytterligare brytare generellt betecknad 6. Denna är utformad att bryta lägre spänning och ström än effektbrytaren 4 och kan såsom en konsekvens därav utformas att fungera med kor- tare bryttider än effektbrytaren. Den ytterligare brytaren 6 är anordnad att bryta först när överströmmen från nätet 3 mot objektet 1 reducerats medelst den överströmsreducerande inrättningen 5 men väsentligt tidigare än effektbrytaren 4.As can be seen from Fig. 1, the device further comprises an additional switch arranged in the line 2 between the circuit breaker 4 and the object 1, generally designated 6. This is designed to break lower voltage and current than the circuit breaker 4 and can as a consequence be designed to operate with shorter switching times than the circuit breaker. The additional switch 6 is arranged to break only when the overcurrent from the network 3 towards the object 1 has been reduced by means of the overcurrent reducing device 5 but substantially earlier than the circuit breaker 4.
Av det sagda framgår att den ytterligare brytaren 6 skall vara inkopplad på ledningen 2 på sådant sätt att det är den medelst den överströmsreducerande inrättningen 5 reducerade strömmen som kommer att flyta genom den ytterligare brytaren och som således skall brytas medelst denna.From what has been said, it appears that the further switch 6 must be connected to the line 2 in such a way that it is the current reduced by the overcurrent reducing device 5 which will flow through the further switch and which will thus be broken by means thereof.
I fig 2b illustreras inverkan av den ytterligare brytaren 6.Fig. 2b illustrates the effect of the additional switch 6.
Denna är närmare bestämt anordnad att bryta vid tidpunkten t3, vilket innebär att varaktigheten av den medelst den överströmsreducerande inrättningen 5 reducerade strömmen i2 väsentligt begränsas, nämligen till tidsrymden tz-t3. Kon- sekvensen är att den energiinjektion från nätet 3 som en felström kommer att medföra i det skyddade objektet 1 repre- senteras av de i Fig 2d med streckade linjer utmärkta ytor- 10 15 20 25 30 35 515 571 na. Det framgår hurusom en drastisk reduktion av energiin- jektionen uppnås. I detta sammanhang påpekas att eftersom, enligt en specifik modell, energin växer med kvadraten på strömmen, en halvering av strömmen reducerar energiinjektio- nen till en fjärdedel. I Fig 2c illustreras hur felströmmen kommer att flyta genom inrättningen 5.More specifically, this is arranged to break at time t3, which means that the duration of the current i2 reduced by means of the overcurrent reducing device 5 is substantially limited, namely to the time period tz-t3. The consequence is that the energy injection from the network 3 which a fault current will entail in the protected object 1 is represented by the surfaces marked in Fig. 2d in broken lines by 515 571. It is clear how a drastic reduction of the energy injection is achieved. In this context, it is pointed out that since, according to a specific model, the energy grows with the square of the current, a halving of the current reduces the energy injection to a quarter. Fig. 2c illustrates how the fault current will flow through the device 5.
I realiteten tänkes dimensioneringen av inrättningen 5 och den ytterligare brytaren 6 utföras så att inrättningen 5 re- ducerar felströmmen och spänningen som skall brytas medelst den ytterligare brytaren 6 till väsentligt lägre nivåer. En realistisk bryttid vad gäller den ytterligare brytaren 6 är 1 ms varvid dock dimensioneringen bör göras så att brytaren 6 bringas att bryta först när inrättningen 5 reducerat den genom brytaren 6 flytande strömmen i åtminstone väsentlig grad.In reality, the dimensioning of the device 5 and the additional switch 6 is intended to be designed so that the device 5 reduces the fault current and the voltage to be broken by means of the additional switch 6 to substantially lower levels. A realistic switching time with regard to the additional switch 6 is 1 ms, however, the dimensioning should be made so that the switch 6 is caused to break only when the device 5 has reduced the current flowing through the switch 6 to at least a substantial degree.
I fig 3 illustreras mer i detalj hurusom anordningen kan realiseras. Det påpekas därvid att uppfinningen är tillämp- bar både i likströms- (även HVDC = High Voltage Direct Cur- rent) och växelströmssammanhang. I det senare fallet kan i ett flerfasarrangemang den med 2 betecknade ledningen be- traktas såsom utgörande en av faserna i ett flerfasigt väx- elströmssystem. Det är emellertid därvid att beakta att den uppfinningsenliga anordningen kan vara realiserad så att an- tingen samtliga faser underkastas den uppfinningsenliga skyddsfunktionen i händelse av detekterat fel eller att en- bart den eller de faser där en felström uppstår underkastas strömreducering.Fig. 3 illustrates in more detail how the device can be realized. It is pointed out here that the invention is applicable in both direct current (also HVDC = High Voltage Direct Current) and AC contexts. In the latter case, in a multiphase arrangement, the line designated by 2 can be regarded as constituting one of the phases in a multiphase AC system. However, it should be borne in mind that the device according to the invention can be realized so that either all phases are subjected to the protective function according to the invention in the event of a detected fault or that only the phase or phases where a fault current occurs is subjected to current reduction.
I fig 3 framgår hurusom den generellt med 5 betecknade över- strömsreducerande inrättningen innefattar en överströmsavle- dare 7 för avledning av överströmmar till jord 8 eller el- jest annan enhet med lägre potential än nätet 3. Därmed kan överströmsavledaren betraktas såsom bildande en strömdelare som snabbt etablerar en kortslutning till jord eller eljest 10 15 20 25 30 35 5154671 10 lägre potential 8 i ändamål att avleda åtminstone en väsent- lig del av den i ledningen 2 flytande strömmen så att den icke når objektet l som skall skyddas. Om i objektet l före- ligger ett fel av allvarlig natur, exempelvis en kortslut- ning, som är av sanuna dignitet som den kortslutning som överströmsavledaren 7 förmår etablera kan sägas att i stora drag en halvering av strömrusningen till objektet l från nä- tet 3 uppstår som en konsekvens av överströmsavledaren 7 om felet ligger nära den senare. Vid jämförelse med fig 2b framgår således att den där illustrerade strömnivàn i2 som antydes utgöra i storleksordningen hälften av il kan sägas representera det värsta förekommande fallet. Under normala betingelser är avsikten att överströmsavledaren 7 skall förmå etablera en kortslutning som har bättre ledningsförmå- ga än den som motsvaras av kortslutningsfelet i objektet 1 som skall skyddas så att följaktligen huvuddelen av fel- strömmen avleds till jord eller eljest lägre potential via Av detta framgår att således i ett normalt felfall energiinjektionen in i objektet 1 vid ett överströmsavledaren 7 . uppstått fel blir väsentligt mindre än vad som antydes av fig 2d som en konsekvens av såväl lägre strömnivå i2 som kortare tid t2-t3. Överströmsavledaren 7 innefattar en mellan jord 8 eller nämnda lägre potential och ledningen 2 mellan objektet l och nätet 3 kopplad slutare. Denna innefattar dels ett styrdon 9, dels ett slutarorgan 10. Detta slutarorgan kan exempelvis utgöras av åtminstone en halvledarkomponent, t ex en tyris- tor, som i normaltillstånd är öppen, d v s isolerar relativt jord, till ett ledande tillstånd på mycket kort tid för att etab- lera strömreduktion genom avledning till jord. men i aktivt tillstånd via styrdonet 9 kan bringas I fig 3 illustreras också hurusom en överströmsbetingelser detekterande inrättning kan uppvisa åtminstone en och lämp- ligen flera sensorer 11-13 ägnade att avkänna sådana över- 10 15 20 25 30 35 515671 11 strömssituationer som tarvar aktivering av skyddsfunktionen.Fig. 3 shows whether the overcurrent reduction device, generally designated 5, comprises an overcurrent arrester 7 for diverting overcurrents to earth 8 or otherwise another unit with a lower potential than the network 3. Thus, the overcurrent arrester can be regarded as forming a current divider which quickly establishes a short circuit to ground or otherwise 10 15 20 25 30 35 5154671 10 lower potential 8 for the purpose of diverting at least a substantial part of the current flowing in line 2 so that it does not reach the object 1 to be protected. If there is an error of a serious nature in the object 1, for example a short circuit, which is of the same dignity as the short circuit which the overcurrent arrester 7 is able to establish, it can be said that in general a halving of the current rush to the object 1 from the network 3 occurs as a consequence of the overcurrent arrester 7 if the fault is close to the latter. In comparison with Fig. 2b, it thus appears that the current level i2 illustrated there, which is suggested to be in the order of half of il, can be said to represent the worst case. Under normal conditions, the intention is that the overcurrent arrester 7 should be able to establish a short circuit that has better conductivity than that corresponding to the short circuit fault in the object 1 which is to be protected so that consequently the main fault current is diverted to earth or otherwise lower potential. thus, in a normal fault, the energy injection into the object 1 at an overcurrent arrester 7. error occurs will be significantly less than what is indicated by Fig. 2d as a consequence of both lower current level i2 and shorter time t2-t3. The overcurrent diverter 7 comprises a shutter connected between earth 8 or the said lower potential and the line 2 between the object 1 and the network 3. This comprises partly a control device 9 and partly a shutter means 10. This shutter means can for instance consist of at least one semiconductor component, for example a thyristor, which in the normal state is open, ie insulates relatively earth, to a conductive state in a very short time in order to establish current reduction by diverting to earth. but in active state via the control device 9 can be brought In Fig. 3 it is also illustrated how an overcurrent condition detecting device can have at least one and suitably several sensors 11-13 suitable for detecting such overcurrent situations which require activation. of the protection function.
Såsom också framgår av fig 3 kan dessa sensorer inbegripa en med 13 betecknad sensor lokaliserad i själva objektet 1 el- ler i dess närhet. Dessutom uppvisar detektorinrättningen en sensor 11 anordnad att avkänna överströmsbetingelser i led- ningen 2 uppströms den överströmsreducerande inrättningens 5 förbindning med ledningen 2. Såsom också kommer att förkla- ras i det följande är det lämpligt att en ytterligare sensor 12 finns för att avkänna den ström som flyter i ledningen 2 mot objektet l som skall skyddas, d v s den ström som redu- cerats med hjälp av den överströmsreducerande inrättningen 5. Det påpekas dessutom att sensorn 12 liksom eventuellt sensorn 13, ledningen 2 i riktning från objektet 1, där i objektet 1 magnetiskt lagrad energi ger upphov till en bort från objektet 1 gående ström. är kapabel att avkänna den ström som flyter i exempelvis i. fall Det påpekas att sensorerna ll-13 icke nödvändigtvis behöver utgöras av blott ström- och/eller spänningsavkännande senso- rer. Inom ramen för uppfinningen avses sensorerna kunna vara av sådan art att de överhuvudtaget förmår avkänna betingel- ser indikativa för förekomsten av ett fel av den arten att en skyddsfunktion skall initieras.As also shown in Fig. 3, these sensors may include a sensor designated by 13 located in the object 1 itself or in its vicinity. In addition, the detector device has a sensor 11 arranged to detect overcurrent conditions in the line 2 upstream of the connection of the overcurrent reducing device 5 to the line 2. As will also be explained in the following, it is suitable that an additional sensor 12 is present to detect the current flows in the line 2 towards the object 1 to be protected, i.e. the current which has been reduced by means of the overcurrent reducing device 5. It is further pointed out that the sensor 12 as well as possibly the sensor 13, the line 2 in the direction from the object 1, where in the object 1 magnetically stored energy gives rise to a current flowing away from the object 1. is capable of sensing the current flowing in, for example, in cases. It is pointed out that the sensors ll-13 do not necessarily have to consist of only current and / or voltage sensing sensors. Within the scope of the invention, the sensors are intended to be of such a nature that they are at all able to detect conditions indicative of the occurrence of a fault of the kind that a protection function is to be initiated.
I fall där ett sådant fel uppstår att en felström kommer att flyta i riktning bort från objektet 1 är anordningen så ut- förd att dess styrenhet 14 kommer att styra den ytterligare brytaren 6 till slutning, om den skulle vara öppen, och dessutom den överströmsreducerande inrättningen 5 aktiveras så att kcrtslutningsströmmen kan avledas medelst densamma.In cases where such a fault occurs that a fault current will flow in the direction away from the object 1, the device is designed so that its control unit 14 will control the additional switch 6 to the end, if it were open, and in addition the overcurrent reducing device 5 is activated so that the short-circuit current can be diverted by means of the same.
När exempelvis objektet l tänkes bestå av en transformator skulle funktionen vid uppstående av en kortslutning i den- samma kunna bli sådan att först kortslutningen ger upphov till en strömrusning in i transformatorn, något som detekte- ras och ger upphov till aktivering av inrättningen 5 i och för strömavledning. När väl strömmen som flyter mot trans- 10 15 20 25 30 35 515 671 12 formatorn 1 reducerats i erforderlig grad bringas brytaren 6 att bryta men, styrt av styrenheten 14, icke tidigare än att i förekommande fall den i transformatorn 1 magnetiskt lag- rade energin hinner flyta bort från transformatorn 1 och av- ledas via inrättningen 5.When, for example, the object 1 is intended to consist of a transformer, the function in the event of a short circuit in it could become such that first the short circuit gives rise to a current surge into the transformer, something which is detected and gives rise to activation of the device 5 in and for power dissipation. Once the current flowing towards the transformer 1 has been reduced to the required degree, the switch 6 is caused to break but, controlled by the control unit 14, no earlier than that, if applicable, the magnetically stored in the transformer 1 the energy has time to flow away from the transformer 1 and is diverted via the device 5.
Anordningen innefattar vidare en generellt med 14 betecknad styrenhet. Denna är förbunden med sensorerna 11-13, med den överströmsreducerande inrättningen 5 och med den ytterligare brytaren 6. Funktionen är därvid sådan att när styrenheten 14 via en eller flera av sensorerna 11-13 erhåller signaler indikativa för förekomst av oacceptabla felströmmar mot ob- jektet 1 styrs omgående den överströmsreducerande inrätt- ningen 5 för att snabbt åstadkomma den erforderliga strömre- duktionen. Styrenheten 14 kan vara så anordnad att den när sensorn 12 avkänt att strömmen eller spänningen reducerats i erforderlig grad styr brytaren 6 för att åstadkomma manövre- ring av denna för brytning när överströmmen befinner sig un- der en förutbestämd nivå. Ett sådant utförande säkerställer att brytaren 6 icke bringas att bryta förrän strömmen verk- ligen reducerats i sådan grad att icke brytaren 6 föreläggs uppgiften att bryta en så hög ström att den icke är adekvat dimensionerad för detta ändamål. Alternativt kan emellertid utförandet också vara sådant att brytaren 6 styrs till att bryta en viss förutbestämd tid efter att den överströmsredu- cerande inrättningen styrts till att ombesörja strömreduk- tion.The device further comprises a control unit generally designated 14. This is connected to the sensors 11-13, to the overcurrent reducing device 5 and to the additional switch 6. The function is then such that when the control unit 14 via one or more of the sensors 11-13 receives signals indicative of the occurrence of unacceptable fault currents towards the object 1, the overcurrent reducing device 5 is immediately controlled to quickly achieve the required current reduction. The control unit 14 can be arranged so that when the sensor 12 senses that the current or voltage has been reduced to the required degree, it controls the switch 6 to effect operation of this for switching when the overcurrent is below a predetermined level. Such an embodiment ensures that the switch 6 is not caused to break until the current has actually been reduced to such an extent that the switch 6 is not instructed to break such a high current that it is not adequately dimensioned for this purpose. Alternatively, however, the design may also be such that the switch 6 is controlled to break a certain predetermined time after the overcurrent reducing device has been controlled to provide current reduction.
Effektbrytaren 4 kan uppvisa en egen detektorinrättning för att detektera överströmssituationer eller så kan den styras via styrenheten 14 på grundval av informationer från samma sensorer ll-13 som också styr den överströmsreducerande in- rättningens funktion.The circuit breaker 4 can have its own detector device for detecting overcurrent situations or it can be controlled via the control unit 14 on the basis of information from the same sensors 11-13 which also control the function of the overcurrent reducing device.
I fig 3 illustreras hurusom den ytterligare brytaren 6 inne- fattar en kopplare 15 med metalliska kontakter. Denna kopp- 10 15 20 25 30 35 515 671 Qflgš 13 lare 15 är manövrerbar mellan brytande och slutande lägen medelst ett manöverdon 16, som i sin tur styrs av styrenhe- ten 14. Över denna kopplare 15 är parallellkopplad en shunt- ledning 17 uppvisande en eller flera komponenter 18 avsedda att undvika ljusbàgar vid separation av kopplarens 15 kon- takter genom att bringa shuntledningen 17 att övertaga strömledningen från kontakterna, Dessa komponenter är be- skaffade så att de förmår bryta eller begränsa strömmen. Så- ledes är avsikten att komponenterna 18 normalt skall hålla ledningsbanan i shuntledningen 17 bruten men sluta shuntled- ningen när kopplaren 15 skall öppnas så att följaktligen strömmen shuntas förbi kopplaren 15 och därigenom några ljusbågar icke uppstår eller eventuellt uppståndna ljusbågar effektivt släcks. tillhörande styrdon 19 anslutna till styrenheten 14 för styrändamål.Fig. 3 illustrates whether the additional switch 6 comprises a coupler 15 with metallic contacts. This coupler 15 can be operated between breaking and closing positions by means of an actuator 16, which in turn is controlled by the control unit 14. A shunt line 17 is connected in parallel over this coupler 15. one or more components 18 intended to avoid arcs when separating the contacts of the coupler 15 by causing the shunt line 17 to take over the power line from the contacts. These components are provided so as to be able to break or limit the current. Thus, the intention is that the components 18 should normally keep the path in the shunt line 17 broken but close the shunt line when the coupler 15 is to be opened so that consequently the current is shunted past the coupler 15 and thereby no arcs occur or any arcs arising are effectively extinguished. associated controls 19 connected to the control unit 14 for control purposes.
Komponenterna 18 uppvisar ett eller flera Enligt ett utförande av uppfinningen utgörs nämnda komponenter 18 av styrbara halvledarkomponenter, t ex släckbara tyristorer, 30. med erforderliga överspänningsskydd I serie med sagda ena eller flera komponenter 18 är anordnad en frànskiljare 20 för galvanisk separation i den medelst shuntledningen 17 skapade strömledningsvägen till objektet 1 som skall skyddas. Denna frànskiljare 20 är via ett manöver- don 21 styrd av styrenheten 14. I fig 3 illustreras från- skiljaren 20 såsom varande placerad i själva shuntledningen 17. Detta är givetvis icke nödvändigt. Frànskiljaren 20 skulle också kunna placeras i själva ledningen 2 så länge som den genom seriekoppling med sagda ena eller flera kompo- nenter 18 säkerställer reell galvanisk separation i den ge- nom seriekopplingen etablerade ledningsbanan så att således icke någon strömflytningsmöjlighet genom komponenterna 18 föreligger.The components 18 have one or more According to an embodiment of the invention, said components 18 consist of controllable semiconductor components, for example extinguishable thyristors, 30. with the required overvoltage protection. 17 created the power line path to the object 1 to be protected. This separator 20 is controlled via an actuator 21 by the control unit 14. In Fig. 3, the separator 20 is illustrated as being located in the shunt line 17 itself. This is of course not necessary. The separator 20 could also be placed in the line 2 itself as long as it by series connection with said one or more components 18 ensures real galvanic separation in the line path established through the series connection so that there is thus no current flow possibility through the components 18.
Sådan anordningen hittills beskrivits fungerar den på föl- jande vis: I frånvaro av fel är effektbrytaren 4 sluten lik- 10 15 20 25 30 35 5125 671 14 som också den ytterligare brytarens 6 kopplare 15. Komponen- terna 18 i shuntledningen 17 är i icke-ledande tillstånd.Such a device has been described so far, it works as follows: In the absence of faults, the circuit breaker 4 is closed in the same way as the couplers 15 of the additional switch 6 as well as the components 18 in the shunt line 17 are in no -conducting state.
Frånskiljaren 20 är sluten. Slutligen är den överströmsredu- cerande inrättningens 5 slutare 10 öppen, d v s den är i icke-ledande tillstånd. I denna situation måste givetvis slutaren 10 ha en adekvat elektrisk hållfasthet så att den icke oavsiktligt bringas till ledande tillstånd. Överspän- ningsförhållanden uppstående i ledningen 2 som en konsekvens av atmosfäriska (blixtnedslag) omständigheter eller kopp- lingsåtgärder får således icke komma att medföra att spän- ningshållfastheten hos slutaren 10 i dess icke-ledande till- stånd. överskrides. För detta ändamål är det lämpligt att koppla åtminstone en överspänningsavledare 22 parallellt över slutaren 10. I exemplet illustreras sådana överspän- ningsavledare på ömse sidor om slutaren 10. Överspänningsav- ledarna har följaktligen till uppgift att avleda sådana överspänningar som eljest skulle kunna riskera att medföra oavsiktligt genomslag i slutaren 10.The disconnector 20 is closed. Finally, the shutter 10 of the overcurrent reducing device 5 is open, i.e. it is in a non-conductive state. In this situation, of course, the shutter 10 must have an adequate electrical strength so that it is not inadvertently brought to a conductive state. Overvoltage conditions arising in line 2 as a consequence of atmospheric (lightning strikes) circumstances or switching measures must thus not result in the voltage strength of the shutter 10 in its non-conductive state. exceeded. For this purpose, it is suitable to connect at least one surge arrester 22 parallel across the shutter 10. The example illustrates such surge arresters on either side of the shutter 10. The surge arresters are consequently instructed to dissipate such surges which could otherwise cause unintentional penetration in the shutter 10.
När nu ett överströmstillstånd registreras av någon av sen- sorerna ll-13 eller effektbrytarens 4 egen sensor (det inses givetvis att information från kretsbrytarens 4 egen sensor kan utnyttjas som grundval för styrning av den överströmsre- och .detta överströmstillstånd är av sådan dignitet att ett allvarligt fel hos objektet J. kan förväntas föreligga, ducerande inrättningen 5 enligt uppfinningen) inleds bryt- ningsfunktion. vad gäller effektbrytaren 4. Dessutom styr styrenheten 14 den överströmsreducerande inrättningen 5 att effektuera sådan reduktion, och detta närmare bestämt genom att via styrdonet 9 bringa slutaren 10 i elektriskt ledande tillstånd. snabbt, brytning av effektbrytaren 4, Såsom tidigare beskrivits kan detta ske mycket d v s på en bråkdel av den tid som erfordras för varför objektet 1 som skall skyddas omgående befrias från den fulla kortslutningsström- men från nätet 3 genom att slutaren 10 avleder åtminstone en väsentlig del och i praktiken huvuddelen av strömmen till 10 15 20 25 30 35 515 671 af 15 jord eller eljest lägre potential. Sá snart den ström som flyter mot objektet 1 via den ytterligare brytaren 6 reduce- rats i erforderlig grad, vilket kan fastställas rent tids- mässigt genom en tidsdifferens mellan aktivering av slutaren 10 och brytarens 6 manövrering, eller genom avkänning av den ström som flyter i ledningen 2 næflelst exempelvis sensorn 12, styrs via styrenheten 14 kopplarens 15 manöverorgan 16 För ljusbågsutsläck- ning eller undvikande av ljusbågar styrs i anslutning där- till öppnande av kopplarens kontakter. till via styrdonen 19 komponenterna 18, t ex släckbara ty- ristorer eller gasswitchar, till att etablera ledningsförmá- ga hos shuntledningen 17. När väl kopplaren 15 öppnats och således ombesörjt galvanisk separation styrs komponenten 18 ånyo 'till att bringa shuntledningen 17 till icke-ledande tillstànd. Därmed har strömmen från nätet 3 mot objektet 1 effektivt brutits. Efter att shuntledningen 17 bragts till icke-ledande tillstånd kan dessutom galvanisk separation ef- fektueras med hjälp av frånskiljaren 20 genom styrning av dess manöverdon 21 från styrenheten 14. När väl alla dessa incidenter inträffat sker som sista moment brytning med hjälp av effektbrytaren 4. Det är viktigt att notera att så- väl den överströmsreducerande inrättningen 5 som den ytter- ligare brytaren 6 enligt ett första utförande företer repe- titiv funktion. fastställts att effektbrytaren 4 brutit återställs slutaren 10 till icke-ledande tillstånd och sluts ånyo kopplaren 15 När således med hjälp av sensorerna 11-13 samt frànskiljaren 20 så att nästa gång effektbrytaren 4 sluter, skyddsanordningen är i. fullständig funktionsbered- skap. Enligt ett annat utförande inbegripes emellertid att den överströmsreducerande inrättningen 5 kan erfordra utbyte av en eller flera delar för att ånyo fungera.When an overcurrent condition is now detected by one of the sensors 11-13 or the circuit breaker 4's own sensor (it is of course understood that information from the circuit breaker 4's own sensor can be used as a basis for controlling the overcurrent rebound and this overcurrent condition is of such dignity that a serious fault of the object J. can be expected to exist, the dosing device 5 according to the invention) initiates refractive function. in the case of the circuit breaker 4. In addition, the control unit 14 controls the overcurrent reducing device 5 to effect such reduction, and this in particular by bringing the shutter 10 into an electrically conductive state via the control device 9. fast, breaking of the circuit breaker 4, As previously described, this can happen a lot, ie in a fraction of the time required for why the object 1 to be protected is immediately released from the full short-circuit current from the network 3 by the shutter 10 diverting at least a substantial part and in practice the bulk of the current to ground or otherwise lower potential. As soon as the current flowing towards the object 1 via the further switch 6 has been reduced to the required degree, which can be determined purely in time by a time difference between activation of the shutter 10 and the operation of the switch 6, or by sensing the current flowing in the line 2 next to, for example, the sensor 12, is controlled via the control unit 14 of the coupler 15 actuator 16. to the components 18, eg extinguishable thyristors or gas switches, via the control means 19, to establish the conductivity of the shunt line 17. Once the coupler 15 has been opened and thus provided with galvanic separation, the component 18 is again controlled to bring the shunt line 17 to non-conductive condition. Thus, the current from the network 3 towards the object 1 has been effectively broken. In addition, after the shunt line 17 has been brought to a non-conductive state, galvanic separation can be effected by means of the disconnector 20 by controlling its actuator 21 from the control unit 14. Once all these incidents have occurred, the last step is broken by means of the circuit breaker 4. It is important to note that according to a first embodiment, both the overcurrent reducing device 5 and the additional switch 6 have a repetitive function. it is determined that the circuit breaker 4 has broken, the shutter 10 is reset to a non-conductive state and the switch 15 is closed again. According to another embodiment, however, it is included that the overcurrent reducing device 5 may require replacement of one or more parts in order to function again.
Det påpekas att enligt ett alternativt utförande av uppfin- ningen komponenten eller komponenterna 18 skulle kunna bringas i ledande tillstånd så snart den överströmsreduce- rande inrättningen 5 bragts i slutande tillstànd, och detta 10 15 20 25 30 35 515 671 ¿:-_'j;_ 'än 5-- 16 oberoende av att kopplaren 15 till äventyrs ej därefter öpp- nas. Styrningen av komponenterna 18 skulle därvid såsom ti- digare beskrivits kunna ske via styrenheten 14 eller alter- nativt genom en styrfunktion innebärande slaviskt följande av inrättningens 5 slutande.It is pointed out that according to an alternative embodiment of the invention the component or components 18 could be brought into a conducting state as soon as the overcurrent reducing device 5 is brought into a closed state, and this 10 15 20 25 30 35 515 671 ¿: -_ 'j than _- 16 16 regardless of the fact that the coupler 15 to adventure is not then opened. The control of the components 18 could then, as previously described, take place via the control unit 14 or alternatively through a control function involving slavishly following the closing of the device 5.
I fig 4 illustreras ett alternativt utförande av den över- I stället för att som i fig 3 förlita sig på en halvledarslutare avses vid utföran- det enligt fig 4 ett i ett gap 24 mellan elektroder 23 be- fintligt medium kunna bibringas elektrisk ledningsförmåga strömsreducerande inrättningen 5. med hjälp av ett styrdon 9a. Detta styrdon är anordnat att styra funktionen av organ 25 för att bringa eller åtminstone initiera mediet eller en del därav i gapet 24 till ledande tillstånd. bringa mediet i gapet 24 att antaga elektrisk ledningsförmå- Nämnda organ 25 är i exemplet anordnade att ga genom att bringa eller åtminstone bistå med att bringa mediet till jonisering/plasma. Det föredrages att organen 25 innefattar minst en laser, som genom energitillförsel till mediet i gapet 24 ombesörjer joniseringen. Såsom framgår av fig 4 kan därvid en spegel 26 nyttjas för erforderlig av- länkning av laserstrålknippet. Det påpekas i detta samman- hang att utförandet enligt Fig 4 kan vara sådant att organen 25 icke ensamma ger upphov till jonisering/plasma i. hela elektrodgapet. Således kan avsikten vara att ett över gapet pålagt elektriskt fält skall ringen/plasmabildningen, varvid med hjälp av organen 25 bidraga vid jonise- blott en del av mediet i gapet joniseras så att därefter det elektriska fältet i gapet ger upphov till etablering av plasma i hela gapet. Det påpekas i detta sammanhang att i elektrodgapet kan finnas icke blott ett medium bestående av olika gaser eller gasblandningar utan också vakuum. I fallet med vakuum sker initiering medelst laser vid åtminstone en av elektroderna, som således kommer att fungera såsom elek- tron- och jongivare för etablering av en joniserad miljö/ett plasma i elektrodgapet. 10 15 20 25 30 35 515 571 'iv 17 I Fig 5 illustreras ett utförande där en generator lb via en transformator la är kopplad till ett elkraftnät 3a. De ob- jekt som skall skyddas representeras följaktligen av trans- formatorn la och generatorn lb. Den överströmsreducerande inrättningen 5a och den ytterligare brytaren 6a samt den or- dinarie effektbrytaren 4a är som synes anordnade i likhet med vad som framgår av Fig l för det fall att det där visade objektet 1 tänkes bilda objektet la enligt Fig 5. I detta avseende hänvisas följaktligen till de beskrivningar som le- vereras med avseende på Fig 1. Detsamma gäller för den över- strömsreducerande inrättningens 5c och den ytterligare bry- I detta fall skulle följaktligen generatorn lb kunna likställas med tarens 6c skyddsfunktion gentemot generatorn lb. objektet 1 i Fig 1 medan transformatorn la skulle kunna lik- ställas med utrustningen 3 i Fig 1. Följaktligen kommer den överströmsreducerande inrättningen 5c och den. ytterligare brytaren 6c att i kombination med den konventionella effekt- brytaren 4b kunna skydda generatorn lb mot strömrusning i riktning från transformatorn la.Fig. 4 illustrates an alternative embodiment of the superconducting device. Instead of relying on a semiconductor shutter as in Fig. 3, in the embodiment according to Fig. 5. by means of a control device 9a. This controller is arranged to control the operation of means 25 for bringing or at least initiating the medium or a part thereof in the gap 24 to a conductive state. In the example, said means 25 are arranged to provide by bringing or at least assisting in bringing the medium to ionization / plasma. It is preferred that the means 25 comprise at least one laser which, by supplying energy to the medium in the gap 24, provides the ionization. As can be seen from Fig. 4, a mirror 26 can then be used for the required deflection of the laser beam. It is pointed out in this context that the design according to Fig. 4 can be such that the means 25 alone do not give rise to ionization / plasma in the entire electrode gap. Thus, the intention may be that an electric field applied over the gap should ring / plasma formation, whereby by means of the means 25 contribute to ionization only a part of the medium in the gap is ionized so that thereafter the electric field in the gap gives rise to the establishment of plasma throughout the gap. It is pointed out in this context that in the electrode gap there may be not only a medium consisting of different gases or gas mixtures but also a vacuum. In the case of vacuum, laser initiation takes place at at least one of the electrodes, which will thus function as an electron and ion sensor for establishing an ionized environment / a plasma in the electrode gap. Fig. 5 illustrates an embodiment in which a generator 1b is connected via a transformer 1a to an electric power grid 3a. The objects to be protected are consequently represented by the transformer 1a and the generator 1b. The overcurrent reducing device 5a and the additional switch 6a as well as the ordinary circuit breaker 4a are apparently arranged similar to what appears from Fig. 1 in the case that the object 1 shown there is intended to form the object 1a according to Fig. 5. In this respect reference is made consequently to the descriptions provided with respect to Fig. 1. The same applies to the overcurrent reducing device 5c and the additional circuit. the object 1 in Fig. 1 while the transformer 1a could be equated with the equipment 3 in Fig. 1. Consequently, the overcurrent reducing device 5c and the. further switch 6c to be able in combination with the conventional circuit breaker 4b to protect the generator 1b against current surge in the direction from the transformer 1a.
Som tillkommande inslag i Fig 5 förekommer den ytterligare överströmsreducerande inrättningen 5b med tillhörande ytter- ligare brytare 6b. Som synes kommer följaktligen på ömse si- dor' om transformatorn la att finnas överströmsreducerande inrättningar 5a och 5b. Det påpekas därvid att respektive ytterligare brytare 6a och 6b är förlagda i förbindelserna mellan nämnda överströmsreducerande inrättningar 5a och 5b och transformatorn la. Den ytterligare överströmsreducerande inrättningen 5b avses skydda transformatorn la från ström- rusningar mot transformatorn från generatorn lb. Som synes kommer effektbrytaren 4b att kunna bryta oberoende av i vil- ken riktning mellan objekten la och lb skyddsfunktion öns- kas. 515 671 18 Det bör noteras att ovan presenterade beskrivning enbart bör betraktas såsom exemplifierande för den uppfinningstanke, varpå uppfinningen bygger. Det är således uppenbart för fackmännen inom området att detaljmodifieringar kan göras utan att för den skull lämna uppfinningens ram. Såsom exem- pel kan påpekas att som slutare 10 också skulle kunna använ- das en mekanisk slutare.As an additional element in Fig. 5, there is the further overcurrent reducing device 5b with associated additional switches 6b. As can be seen, there will consequently be overcurrent reduction devices 5a and 5b on both sides of the transformer 1a. It is thereby pointed out that respective further switches 6a and 6b are located in the connections between said overcurrent reducing devices 5a and 5b and the transformer 1a. The additional overcurrent reducing device 5b is intended to protect the transformer 1a from current surges against the transformer from the generator 1b. As can be seen, the circuit breaker 4b will be able to break regardless of in which direction between the objects 1a and 1b the protection function is desired. It should be noted that the description presented above should only be considered as exemplary of the inventive concept on which the invention is based. Thus, it will be apparent to those skilled in the art that detailed modifications may be made without departing from the scope of the invention. As an example, it can be pointed out that a mechanical shutter could also be used as shutter 10.
Claims (21)
Priority Applications (26)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9604629A SE515671C2 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Device and method for protecting an object against fault-related overcurrent (Case 1) |
| BR9713738-3A BR9713738A (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to the protection of an object against excessive currents, including reduction of excessive current |
| JP50096798A JP2001505757A (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Apparatus and method for protecting an object against overcurrent by reducing overcurrent |
| EP97924464A EP1008219A1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-currents comprising over-current reduction |
| PL97334132A PL334132A1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Apparatus and method related to protection of a facility against overcurrent including overcurrent reduction |
| AU29877/97A AU2987797A (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-curren ts comprising over-current reduction |
| US09/029,648 US6226163B1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-currents comprising over-current reduction |
| EP97925367A EP0950277A1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-currents comprising over-current reduction |
| CN97181828A CN1246212A (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of object against over-currents comprising over-current reduction |
| CN97181827A CN1246211A (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of object against over-currents comprising over-current reduction |
| CA002279394A CA2279394A1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-currents comprising over-current reduction |
| AU30524/97A AU730450B2 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-currents comprising over-current reduction |
| CA002275616A CA2275616A1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-currents comprising over-current reduction |
| TR1999/02169T TR199902169T2 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Tool and method for protecting an object against overcurrent, including overcurrent reductions. |
| PCT/SE1997/000882 WO1998027636A1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-currents comprising over-current reduction |
| TR1999/01314T TR199901314T2 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method for the protection of an object against overcurrents, including overcurrent reduction. |
| JP50096998A JP2001505759A (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Apparatus and method with overcurrent reduction for protecting objects from overcurrent |
| BR9714793-1A BR9714793A (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to the protection of an object against excessive currents, including reduction of excessive current |
| PL97334344A PL334344A1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Apparatus and method related to protection of a facility against overcurrent including overcurrent reduction |
| PCT/SE1997/000880 WO1998027634A1 (en) | 1996-12-17 | 1997-05-27 | Device and method relating to protection of an object against over-currents comprising over-current reduction |
| EP97951393A EP0951749A2 (en) | 1996-12-17 | 1997-12-17 | A device and a method for protecting an object against fault-related over-currents |
| JP52811398A JP2001508996A (en) | 1996-12-17 | 1997-12-17 | Apparatus and method for protecting objects from overcurrent in the event of a fault |
| PCT/SE1997/002154 WO1998029932A2 (en) | 1996-12-17 | 1997-12-17 | A device and a method for protecting an object against fault-related over-currents |
| AU55047/98A AU5504798A (en) | 1996-12-17 | 1997-12-17 | A device and a method for protecting an object against fault-related over-currents |
| IS5080A IS5080A (en) | 1996-12-17 | 1999-06-11 | Device and method for protecting object against fault-related overcurrent |
| NO992939A NO992939L (en) | 1996-12-17 | 1999-06-16 | Device and method for protecting an object from fault-related overcurrents |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE9604629A SE515671C2 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Device and method for protecting an object against fault-related overcurrent (Case 1) |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SE9604629D0 SE9604629D0 (en) | 1996-12-17 |
| SE9604629L SE9604629L (en) | 1998-06-18 |
| SE515671C2 true SE515671C2 (en) | 2001-09-24 |
Family
ID=20405001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SE9604629A SE515671C2 (en) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | Device and method for protecting an object against fault-related overcurrent (Case 1) |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0951749A2 (en) |
| JP (1) | JP2001508996A (en) |
| AU (1) | AU5504798A (en) |
| IS (1) | IS5080A (en) |
| NO (1) | NO992939L (en) |
| SE (1) | SE515671C2 (en) |
| WO (1) | WO1998029932A2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101695906B (en) * | 2009-10-16 | 2011-10-12 | 江西稀有稀土金属钨业集团有限公司 | Automatic switch-on and switch-off device of overhead line of electric locomotive |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3418530A (en) * | 1966-09-07 | 1968-12-24 | Army Usa | Electronic crowbar |
| US4184186A (en) * | 1977-09-06 | 1980-01-15 | General Electric Company | Current limiting device for an electric power system |
| US4134146A (en) * | 1978-02-09 | 1979-01-09 | General Electric Company | Surge arrester gap assembly |
| US4164772A (en) * | 1978-04-17 | 1979-08-14 | Electric Power Research Institute, Inc. | AC fault current limiting circuit |
| EP0280759B1 (en) * | 1987-03-06 | 1993-10-13 | Heinrich Dr. Groh | Arrangement for electric energy cables for protection against explosions of gas and/or dust/air mixtures, especially for underground working |
| US5136459A (en) * | 1989-03-13 | 1992-08-04 | Electric Power Research Institute, Inc. | High speed current limiting system responsive to symmetrical & asymmetrical currents |
| US5153460A (en) * | 1991-03-25 | 1992-10-06 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Triggering technique for multi-electrode spark gap switch |
| JP3135338B2 (en) * | 1992-02-21 | 2001-02-13 | 株式会社日立製作所 | Commutation type DC circuit breaker |
-
1996
- 1996-12-17 SE SE9604629A patent/SE515671C2/en not_active IP Right Cessation
-
1997
- 1997-12-17 JP JP52811398A patent/JP2001508996A/en active Pending
- 1997-12-17 EP EP97951393A patent/EP0951749A2/en not_active Withdrawn
- 1997-12-17 WO PCT/SE1997/002154 patent/WO1998029932A2/en not_active Application Discontinuation
- 1997-12-17 AU AU55047/98A patent/AU5504798A/en not_active Abandoned
-
1999
- 1999-06-11 IS IS5080A patent/IS5080A/en unknown
- 1999-06-16 NO NO992939A patent/NO992939L/en not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0951749A2 (en) | 1999-10-27 |
| SE9604629L (en) | 1998-06-18 |
| JP2001508996A (en) | 2001-07-03 |
| SE9604629D0 (en) | 1996-12-17 |
| NO992939L (en) | 1999-08-13 |
| WO1998029932A3 (en) | 1998-08-13 |
| WO1998029932A2 (en) | 1998-07-09 |
| IS5080A (en) | 1999-06-11 |
| AU5504798A (en) | 1998-07-31 |
| NO992939D0 (en) | 1999-06-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5933308A (en) | Arcing fault protection system for a switchgear enclosure | |
| US10403449B2 (en) | Direct-current circuit breaker | |
| US6532140B1 (en) | Arc-fault detecting circuit breaker system | |
| US7787230B2 (en) | Spark gap protection device | |
| KR20050092721A (en) | Arc-fault detecting circuit breaker system | |
| US8810986B2 (en) | Circuit breaker | |
| US6239514B1 (en) | Electric switching device and a method for performing electric disconnection of a load | |
| EP2624396A2 (en) | Arc control in a fuse protected system | |
| EP2226914B1 (en) | Systems and methods for protecting a series capacitor bank | |
| SE515702C2 (en) | Device and method for protecting an object against fault-related overcurrent (Case 3) | |
| Morton | Circuit breaker and protection requirements for DC switchgear used in rapid transit systems | |
| Burns et al. | Current limiting arc flash quenching system for improved incident energy reduction | |
| CN113812090B (en) | Thyristor circuit and thyristor protection method | |
| CA2310619C (en) | Arcing fault protection system for a switchgear enclosure | |
| JP2018526964A (en) | Configuration to safely remove the overvoltage protection device from the power supply, independent of the switchgear or backup fuse, during critical operating conditions | |
| SE515671C2 (en) | Device and method for protecting an object against fault-related overcurrent (Case 1) | |
| US6738243B2 (en) | Apparatus and method for servicing a distribution bus | |
| GB2487918A (en) | DC power network protection system | |
| CN215646148U (en) | Back-up protector of surge protector and surge protection system | |
| KR102711300B1 (en) | Device for low voltage direct current detection and protection and method thereof | |
| WO1999031693A1 (en) | An electric switching device and a method for performing electric disconnection of a load | |
| SE515677C2 (en) | Overcurrent magnitude limiting device for high voltage rotating equipment e.g. generator, motor | |
| SE518172C2 (en) | Electric plant and method and use of such plant | |
| WO2000001050A1 (en) | A device for protecting an object against fault related over-currents | |
| RU2466486C2 (en) | Device to control explosive closing switch |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| NUG | Patent has lapsed |