SE515702C2

SE515702C2 - Device and method for protecting an object against fault-related overcurrent (Case 3)

Info

Publication number: SE515702C2
Application number: SE9604631A
Authority: SE
Inventors: Mikael Bergkvist; Mats Ekberg; Mats Leijon; Anders Sunesson; Thomas Fogelberg; Hans Bernhoff; Jan Isberg; Li Ming; Dan Windmar
Original assignee: Abb Ab
Priority date: 1996-12-17
Filing date: 1996-12-17
Publication date: 2001-09-24
Also published as: NO992938D0; NO992938L; KR20000069520A; WO1998029930A2; ZA9711314B; HUP0000399A3; IL130427A0; TR199901907T2; AU731353B2; AU5503198A; WO1998029931A2; WO1998029927A3; PL334052A1; OA11126A; IS5081A; EP0951747A2; EP1008214A2; SE9604631D0; EP0947041A2; ZA9811567B

Abstract

This invention is related to a device and a method in an electric power plant for protection of an object (1) against over-currents from a network (3) or another equipment included in the high voltage plant, the device comprising a switching device (4) in a line (2) between the object and the network/equipment. The line (2) between the object and the network/equipment is connected to an arrangement (5) reducing over-currents towards the object (1), said arrangement (5) being actuatable for over-current reduction with the assistance of an over-current condition detecting arrangement (11-13) within a time period substantially less than the break-time of the switching device (4). The over-current reducing arrangement (5) comprises a switch means (10) with an electrode gap, which may be imparted electrical conductivity for over-current diversion.

Description

25 30 35 515 702 :?¿¿ 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- att det felström (kortslutningsström) kommer att tendera att flyta igenom för externa nätets/utrustningens ljusbågen. Resultatet härav kan bli ett mycket stort haveri. 25 30 35 515 702:? ¿¿Closing current that occurs in connection with the protected object, for example as a consequence of a fault in the electrical object's electrical insulation system. Such faults in 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- der betydande tid innebär väsentliga nackdelar i form av dy- rare utförande och sämre prestanda. 10 l5 20 25 30 35 515 702 ïvíf HEBElNNINQENS_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.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 without short-term damage effects being exposed to the short-circuit current / fault current during the circuit breaker. 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 supplement 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 for a significant period of time entails significant disadvantages in the form of more expensive design and poorer performance. 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 is no longer needed. - ver is designed to withstand maximum short-circuit currents / fault currents for relatively long periods of time.

SAMANEAIINlNG_B¥_HBBElNNlNQEN Enligt uppfinningen uppfylles ovan skisserade syfte genom att en överströmsreducerande inrättning, vilken är aktiver- bar för överströmsreduktion med bistånd av en överströmsbe- tingelser detekterande inrättning, är ansluten till elkraft- anläggningen för att skydda objektet, att den överströmsre- ducerande inrättningen innefattar en överströmsavledare för avledning av överströmmar till jord eller eljest annan enhet med låg potential, och att överströmsavledaren innefattar en slutare, som uppvisar ett elektrodgap, som normalt är elek- triskt väsentligen isolerande, och organ för att bringa el- ler åtminstone initiera elektrodgapet eller åtminstone en del därav att antaga elektrisk ledningsförmåga i och för av- ledning av överströmmar via elektrodgapet.SAMANEAIINlNG_B ¥ _HBBElNNl1QEN According to the invention, the object outlined above is fulfilled in that an overcurrent reduction device, which can be activated for overcurrent reduction with the aid of an overcurrent condition detecting device, is connected to the electric power plant to protect the object. an overcurrent arrester for diverting overcurrents to ground or other low potential device, and that the overcurrent arrester includes a shutter having an electrode gap, which is normally electrically substantially insulating, and means for bringing or at least initiating the electrode gap or at least part of this is to assume electrical conductivity in order to divert overcurrents via the electrode gap.

Således baserar sig uppfinningen på principen att utnyttja en snabbt fungerande slutare som utan att effektuera någon verklig brytning av överströmmen ändock reducerar denna i sådan utsträckning att det skyddade objektet kommer att ut- sättas för- väsentligt reducerade påfrestningar och. därmed ett mindre mått av skador. Den reducerade överström- men/felströmmen innebär således att den totala energiinjek- tionen i det skyddade objektet blir väsentligt mindre än i frånvaro av den uppfinningsenliga slutaren. 10 15 20 25 30 35 515 702 Den uppfinningsenliga lösningen baserande sig på en slutare enligt krav 1 innebär ett synnerligen fördelaktigt tillgodo- seende av fordringar som kan uppställas för att åstadkomma en god skyddsfunktion. Således kan en mycket snabb triggning uppnås av slutaren så att uppkommande felrelaterade över- strömmar med mycket liten tidsfördröjning kommer att avledas över slutaren så snart elektrodgapet antagit elektriskt le- dande tillstànd. Genom slutarens uppbyggnad kan den lätt di- För att uppnå en god skyddsfunktion är det nämligen önskvärt att den mensioneras att kunna leda mycket stora strömmar. strömledande kanal som etableras genom slutaren skall vara mycket lågresistiv. Detta innebär största möjliga avlastning av objektet som skall skyddas från felströmmar. En slutare i enlighet med kravet l kan dessutom med ringa möda fås att För att så snart som möjligt avleda uppkommande felströmmar får således fungera med en synnerligen hög triggsäkerhet. i en kritisk situation triggningen icke misslyckas. Å andra sidan skapar slutaren enligt uppfinningen möjlighet att di- mensionera för uppnàende av en mycket hög elektrisk håll- fasthet i ett otriggat tillstånd. Sannolikheten för ett spontant genombrott skall således vara minimal. Enligt upp- finningen föredrages att organen för att bringa eller åt- minstone initiera elektrodgapet att antaga ledningsförmåga är anordnade att tillföra triggningsenergi till elektrodga- pet i form av strålningsenergi. Speciellt föredraget är där- vid att använda åtminstone en laser för triggning.Thus, the invention is based on the principle of utilizing a fast-acting shutter which, without effecting any actual break of the overcurrent, nevertheless reduces it to such an extent that the protected object will be subjected to substantially reduced stresses and. thus a smaller amount of damage. The reduced overcurrent / fault current thus means that the total energy injection in the protected object becomes significantly smaller than in the absence of the shutter according to the invention. The invention according to the invention based on a shutter according to claim 1 means a particularly advantageous satisfaction of requirements which can be set up in order to achieve a good protective function. Thus, a very fast triggering can be achieved by the shutter so that any fault-related overcurrents with very little time delay will be diverted over the shutter as soon as the electrode gap has assumed an electrically conductive state. Due to the construction of the shutter, it can easily di- In order to achieve a good protection function, it is desirable that it is dimensioned to be able to conduct very large currents. current conducting channel established through the shutter must be very low resistive. This means the greatest possible relief of the object to be protected from fault currents. A shutter in accordance with claim 1 can also be obtained with little effort so that in order to divert occurring fault currents as soon as possible, it can thus operate with an extremely high trigger safety. in a critical situation the triggering does not fail. On the other hand, the shutter according to the invention creates the possibility of dimensioning to achieve a very high electrical strength in an untrained state. Thus, the probability of a spontaneous breakthrough should be minimal. According to the invention, it is preferred that the means for bringing or at least initiating the electrode gap to assume conductivity are arranged to supply triggering energy to the electrode gap in the form of radiant energy. It is especially preferred to use at least one laser for triggering.

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_BESKBlYNlNG_AY_BlINlNQABNA Under hänvisning till bifogade ritningar följer nedan en närmare beskrivning av ett såsom exempel anfört utförande av uppfinningen. 10 15 20 25 30 35 515 702 På ritningarna: Fig l Fig Za- 2d Fig 3 Fig 4 Fig 5-7 Fig 8 Fig 9 är en rent schematisk vy illustrerande grundtanken bakom den uppfinningsenliga lösningen, är diagram som i schematisk form illustrerar pà jäm- förande vis felströmsförlopp och energiutveckling med och utan den uppfinningsenliga anordningen, är en schematisk vy illustrerande en tänkbar utform- ning av den uppfinningsenliga anordningen, är en schematisk detaljvy illustrerande ett möjligt utförande av den överströmsreducerande inrättningen, är vyer liknande Fig 4 av olika varianter, är ett diagram som till vänster illustrerar olika omständigheter vad beträffar styrkan av det elek- triska fältet mellan elektroderna i slutaren hos den överströmsreducerande inrättningen och till höger sannolikheten för spontant genombrott som funktion av fältstyrka, och är en schematisk vy illustrerande den uppfinningsen- liga anordningen tillämpad vid en elkraftanläggning en transformator samt ett därtill kopplat elkraftnät. omfattande en generator, N Ü I fig l illustreras en elkraftanläggning i vilken ingår ett skyddat objekt 1. Detta skulle exempelvis kunna bestå av en generator.KQBI_BESKBlYNlNG_AY_BlINlNQABNA Referring to the accompanying drawings, a more detailed description of an exemplary embodiment of the invention follows. 10 15 20 25 30 35 515 702 In the drawings: Fig. 1 Fig. Za-2d Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5-7 Fig. 8 Fig. 9 is a purely schematic view illustrating the basic idea behind the solution according to the invention, are diagrams which in schematic form illustrate conducting fault current profile and energy development with and without the device according to the invention, is a schematic view illustrating a conceivable design of the device according to the invention, is a schematic detail view illustrating a possible embodiment of the overcurrent reducing device, views are similar to Fig. 4 of different variants, is a diagram illustrating on the left different circumstances regarding the strength of the electric field between the electrodes in the shutter of the overcurrent reducing device and on the right the probability of spontaneous breakthrough as a function of field strength, and is a schematic view illustrating the device according to the invention applied at an electric power plant, a transformer and an electricity connected to it aftnät. comprising a generator, N Ü Fig. 1 illustrates an electric power plant in which a protected object 1 is included. This could, for example, consist of a generator.

Detta objekt är via en ledning 2 i förbindelse 10 15 20 25 30 35 515 702 med ett externt försörjningsnät 3. I stället för ett dylikt nät skulle den med 3 betecknade enheten kunna utgöras av en 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 l. Med kortslutning menas en icke avsedd ledande strömbana mellan två eller flera punk- ter. Kortslutningen kan till exempel bestå av en ljusbåge.This object is via a line 2 in connection 10 15 20 25 30 35 515 702 with an external supply network 3. Instead of such a network, the unit denoted by 3 could be constituted by another 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. The mentioned error may consist of a short circuit being formed in the object l. 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 l.This short circuit and the resulting current surge can cause significant damage or even total damage to the object l.

Det påpekas redan här att vid åtminstone vissa typer av skyddade elektriska objekt 1, kortslutningsströmmar/felströmmar kan komma att flyta från för objektet ifråga skadliga 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, short-circuit currents / fault currents may flow from the protected object to the network / equipment 3 which is harmful to the object in question. 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 uppstàende 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 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- 10 15 20 25 30 35 515 702 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 of an overcurrent 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 'etc. 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- samt. I Fig 2a illustreras i ett ström/tiddiagræn hurusom vid uppkomsten av ett fel, t ex en kortslutning i objektet 1, 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 diagrammet i2-t och därmed den energi som utvecklas i 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 that in practice means that it will work relatively slowly. In Fig. 2a it is illustrated in a current / time diagram branch that when a fault occurs, for example a short circuit in the object 1, at the time tfel the fault current in the line denoted in Fig. 1 by 2 quickly assumes the value il. This fault current il is interrupted by the circuit breaker 4 at tl, which is at least within 150 ms after tfel. Fig. 2d illustrates the diagram i2-t shown therein and thus the energy developed in the protected object 1 as a consequence of the short circuit therein. 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 reducerande inrättning generellt betecknad 5. Den är akti- 10 15 20 25 30 35 51,5 702 verbar för överströmsreduktion med bistånd av en överströms- betingelser detekterande inrättning inom en tidsrymd som vä- Denna in- rättning 5 är följaktligen så utförd att den icke behöver etablera någon galvanisk separation. sentligt understiger effektbrytarens 4 bryttid.According to the invention, the line 2 between the object 1 and the electrical switch 4 is connected to an overcurrent device of the apparatus 1, generally designated 5. It is activatable for overcurrent reduction with the aid of an overcurrent condition. This device 5 is consequently designed in such a way that it does not need to establish any galvanic separation. significantly less than the switching time of the circuit breaker 4.

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 tidpunkten tfel aktiveras för överströmsreduktion till nivån i2 vid tidpunkten tz. 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. Såsom exempel kan nämnas att strömreduktion från nivån il till nivån i2 avses bli effektuerad inom någon el- ler några ms efter att oacceptabla felbetingelser detekte- rats. Därvid eftersträvas att strömreduktionen effektueras på kortare tid än 1 ms, och företrädesvis snabbare än på l mikrosekund.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. Fig. 2b illustrates in contrast to the case according to Fig. 2a how the overcurrent reducing device 5 according to the invention is activated at the time tfel when a short-circuit current occurs at the time tfel is reduced to the level i2 at the time tz. 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. As an example, it can be mentioned that current reduction from level i1 to level i2 is intended to be effected within a few or a few ms after unacceptable fault conditions have been detected. 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 l 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 10 15 20 25 30 35 I « 515 702 9 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 thus shall be broken by this.

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 iz väsentligt begränsas, nämligen till tidsrymden t2-t3. Kon- sekvensen är att den energiinjektion från nätet 3 som en felström kommer att medföra i det skyddade objektet l repre- senteras av de i Fig 2d med streckade linjer utmärkta ytor- 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 it. by means of the overcurrent reducing device 5, the reduced current iz is substantially limited, namely to the time period t2-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 with broken lines. 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 ES 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 ES and the additional switch 6 is intended to be carried out so that the device 5 reduces the fault current and the voltage to be broken by means of the additional switch 6 to significantly 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- 10 15 20 25 30 35 , . ' ' ° -- -- ,..2 I I L . . - l v 10 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 the device can be realized. '' ° - -, .. 2 I I L. . In all phases, the protection function according to the invention is subjected 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 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 1 som skall skyddas. Om i objektet 1 före- ligger ett fel av allvarlig natur, exempelvis en kortslut- ning, som är av samma 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 Vid jämförelse med fig 2b framgår således att den där illustrerade strömnivån iz som felet ligger nära den senare. 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 iz som kortare tid t2-t3.Fig. 3 shows whether the overcurrent reduction device, generally denoted by 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 considered as forming a current divider which quickly establishes a short circuit to ground or otherwise 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 roughly halving the current rush to the object 1 from the network 3 arises as a consequence of the overcurrent arrester 7 if In comparison with Fig. 2b it thus appears that the current level iz illustrated there as the fault is close to the latter. was 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 iz and shorter time t2-t3.

Ovan har påpekats att med beteckningen 8 inbegripes icke blott jord utan annan enhet med lägre potential än nä- 10 15 20 25 30 35 515 702 = . - ; . n ll Därvid påpekas att enheten 8 skulle kunna utgöras av ett annat elkraftnät eller en annan i den tet/utrustningen 33. aktuella elkraftanläggningen ingående utrustning med lägre spänningsnivå än den som gäller för nätet/utrustningen 3, till vilken det objekt l som skall skyddas är anslutet. Överströmsavledaren 7 innefattar åtminstone 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 är an- ordnat att i normaltillstånd vara öppet, d v s isolerande relativt jord. Via styrdonet 9 kan emellertid slutarorganet 10 bringas till ett ledande tillstånd på mycket kort tid för att etablera strömreduktion genom avledning till jord.It has been pointed out above that the designation 8 includes not only soil but another unit with a lower potential than no. -; . n ll It is pointed out that the unit 8 could be constituted by another electric power grid or another equipment in the tet / equipment 33. current electric power plant with a lower voltage level than that which applies to the grid / equipment 3, to which the object 1 to be protected is connected. The overcurrent arrester 7 comprises at least one 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 member 10. This shutter member is arranged to be open in the normal state, i.e. insulating relative to earth. Via the control device 9, however, the shutter means 10 can be brought to a conductive state in a very short time in order to establish current reduction by diverting to earth.

I fig 3 illustreras också hurusom en överströmsbetingelser detekterande inrättning kan uppvisa åtminstone en och lämp- ligen flera sensorer ll-13 ägnade att avkänna sådana över- strömssituationer som tarvar aktivering av skyddsfunktionen.Fig. 3 also illustrates how an overcurrent condition detecting device can have at least one and suitably several sensors 11-13 suitable for detecting such overcurrent situations that 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 ll 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 1 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 flån objektet 1, där i objektet 1 magnetiskt lagrad energi ger upphov till en är kapabel att avkänna den ström som flyter i exempelvis i. fall bort från objektet 1 gående ström. 10 15 20 25 30 35 . .. ,', g _~-__~- _- -- . ..». . . 5']5 70f2 . H .... HN :': *: 1 ~~ r-ru~: 'd;:- ¿,... . . .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 sense 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, ie 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 of the object 1, where in the object 1 magnetically stored energy gives rise to one is capable of sensing the current flowing in, for example, in case falling away from the object 1. 10 15 20 25 30 35. .., ', g _ ~ -__ ~ - _- -. .. ». . . 5 '] 5 70f2. H .... HN: ': *: 1 ~~ r-ru ~:' d;: - ¿, .... . .

I - - . m ._ .,, , . ' ' ' I . i ,.. . . 12 Det påpekas att sensorerna 11-13 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.I - -. m ._. ,,,. '' 'I. i, ... . It is pointed out that the sensors 11-13 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 l 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 kortslutningsströmmen 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, should it be 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 1 tänkes bestå av en transformator skulle funktionen vid uppstående av en kortslutning :L 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 :L och för strömavledning. När väl strömmen som flyter mot trans- 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: L could be 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: L and for current 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, not before the energy magnetically stored in the transformer 1 has time to flow away from the transformer 1 and by led through the establishment 5.

Anordningen innefattar vidare en generellt med 14 betecknad styrenhet. Denna är förbunden med sensorerna ll-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 J. 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- 10 15 20 25 30 35 515 702 13 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 J. the overcurrent reducing device 5 is immediately controlled to quickly achieve the required current reduction. The control unit 14 may 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 its operation for breaking 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 can 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 11-13 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- 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 ljusbågar 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 uppstándna ljusbågar effektivt släcks. Komponenterna 18 uppvisar ett eller flera tillhörande styrdon 19 anslutna .till styrenheten 14 för styrändamål. Enligt ett utförande av uppfinningen utgörs nämnda komponenter 18 av styrbara halvledarkomponenter, t ex 10 15 20 25 30 35 5 1_ 5 7 02 5, 14 släckbara tyristorer, 30. med erforderliga överspänningsskydd I serie med sagda ena eller flera komponenter 18 är anordnad en frånskiljare 20 för galvanisk separation i den medelst shuntledningen 17 skapade strömledningsvägen till objektet 1 som skall skyddas. Denna frånskiljare 20 är via ett manöver- don 21 styrd av styrenheten 14. I fig 3 illustreras fràn- skiljaren 20 såsom varande placerad i själva shuntledningen 17. Detta skulle också kunna placeras i själva ledningen 2 så länge är givetvis icke nödvändigt. Frànskiljaren 20 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.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, having one or more components 18 intended to avoid arcs at separation of the coupler 15 contacts by causing the shunt line 17 to take over the power line from. the contacts. These components are designed to be able to break or limit the current. Thus, the intention is that the components 18 should normally keep the conduit 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. The components 18 have one or more associated controllers 19 connected to the control unit 14 for control purposes. According to an embodiment of the invention, said components 18 consist of controllable semiconductor components, e.g. For galvanic separation in the current line path created by the shunt line 17 to the object 1 to be protected. This disconnector 20 is controlled via a control unit 21 by the control unit 14. In Fig. 3 the disconnector 20 is illustrated as being located in the shunt line 17 itself. This could also be placed in the line 2 itself as long as is of course not necessary. The separator 20 as the one connected 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 possibility of current flowing through the components 18.

Sådan anordningen hittills beskrivits fungerar den på föl- jande vis: I frånvaro av fel är effektbrytaren 4 sluten lik- som också den ytterligare brytarens 6 kopplare 15. Komponen- terna 18 i shuntledningen 17 är i icke-ledande tillstànd.As described so far, the device operates as follows: In the absence of faults, the circuit breaker 4 is closed, as is the coupler 15 of the additional switch 6. The components 18 in the shunt line 17 are in a non-conductive state.

Frànskiljaren 20 är sluten. Slutligen är den överströmsredu- cerande inrättningens 5 slutare 10 öppen, d v s den är i icke-ledande tillstånd. slutaren 10 ha en adekvat elektrisk hållfasthet så att den icke oavsiktligt bringas till ledande tillstånd.The separator 20 is closed. Finally, the shutter 10 of the overcurrent reducing device 5 is open, i.e. it is in a non-conductive state. the shutter 10 has an adequate electrical strength so that it is not inadvertently brought into a conductive state.

I denna situation måste givetvis Överspän- ningsförhàllanden uppstående i ledningen 2 som en konsekvens av atmosfäriska (blixtnedslag) omständigheter eller kopp- lingsåtgärder får således icke komma att medföra att spän- ningshàllfastheten 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 10 15 20 25 30 35 515 702 H1 f.. 15 överspänningar som eljest skulle kunna riskera att medföra oavsiktligt genomslag i slutaren 10.In this situation, of course, overvoltage conditions arising in line 2 as a consequence of atmospheric (lightning strikes) circumstances or switching measures must not lead to the voltage resistance of shutter 10 in its non-conducting state being exceeded. For this purpose, it is suitable to connect at least one overvoltage arrester 22 parallel across the shutter 10. In the example, such overvoltage arresters are illustrated on either side of the shutter 10. The overvoltage arresters are consequently intended to divert such 10 15 20 25 30 35 515 702 H1 f .. 15 overvoltages which could otherwise risk causing an unintentional breakdown in the shutter 10.

I Fig 3 illustreras överspänningsavledarna 22 såsom varande anslutna till själva ledningen 2 på ömse sidor om slutarens 10 anslutning till ledningen. I princip är det önskvärt att åtminstone en överspänningsavledare har sin anslutning upp- ströms slutaren 10 så nära denna som möjligt. Såsom antydes i Fig 3 med de med 26 betecknade, överspänningsavledarna 22 istället kunna vara anslutna till streckade linjerna skulle den grenledning som bildar elektrisk förbindelse mellan slu- taren 10 och ledningen 2, En sådan struktur möjliggör integ- rering av slutaren 10 och åtminstone en överspänningsavleda- re 22 till en enda elektrisk apparat, som via en enda an- slutning kan bringas i elektriskt ledande förbindelse med ledningen 2.In Fig. 3, the surge arresters 22 are illustrated as being connected to the line 2 itself on either side of the shutter 10's connection to the line. In principle, it is desirable that at least one surge arrester has its connection upstream of the shutter 10 as close to it as possible. As indicated in Fig. 3 with the overvoltage diverters 22 denoted by 26 could instead be connected to the dashed lines, the branch line forming an electrical connection between the shutter 10 and the line 2. re 22 to a single electrical appliance, which can be brought into an electrically conductive connection with the line 2 via a single connection.

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 överströmstillstánd är av sådan dignitet att ett allvarligt ducerande inrättningen 5 enligt uppfinningen) fel hos objektet: 1 kan förväntas föreligga, 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 tillstànd. snabbt, Såsom tidigare beskrivits kan detta ske mycket d v s på en bråkdel av den tid som erfordras för brytning av effektbrytaren 4, 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 jord eller eljest lägre potential. Så snart den ström som flyter mot objektet l via den ytterligare brytaren 6 reduce- 10 15 20 25 30 35 515 702 16 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 medelst exempelvis sensorn 12, styrs via styrenheten 14 kopplarens 15 manöverorgan 16 till öppnande av kopplarens kontakter. För ljusbàgsutsläck- ning eller undvikande av ljusbàgar styrs i anslutning där- till via styrdonen 19 komponenterna 18, t ex släckbara ty- ristorer eller gasswitchar, till att etablera ledningsförmà- 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 tillstånd. 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 frànskiljaren 20 genom styrning av dess manöverdon 21 från styrenheten 14. När väl alla dessa incidenter inträffat hjälp av effektbrytaren 4. Det är viktigt att notera att så- väl den överströmsreducerande inrättningen 5 som den ytter- sker som sista moment brytning med 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 samt frànskiljaren 20 så att nästa gång effektbrytaren 4 När således med hjälp av sensorerna ll-13 sluter, skyddsanordningen är i. fullständig funktionsbered- skap. Enligt ett andra 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 detected by one of the sensors ll-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 condition and this overcurrent condition is of such dignity that a serious producing device 5 according to the invention) fault of the object: 1 can be expected to exist, breaking function is initiated with respect to 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 electrically conductive condition. As previously described, this can happen a lot, ie in a fraction of the time required for breaking the circuit breaker 4, so 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 by means of, for example, the sensor 12, the actuator 16 of the coupler 15 is controlled via the control unit 14 to open the contacts of the coupler. For arc extinguishing or avoiding arcs, the components 18, eg extinguishable thyristors or gas switches, are controlled in connection therewith to establish conductivity of the shunt line 17. Once the coupler 15 has been opened and thus provided with galvanic separation, component 18 again 'to bring the shunt line 17 to a non-conductive state. 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 separator 20 by controlling its actuator 21 from the control unit 14. Once all these incidents have occurred by means of the circuit breaker 4. It is important to note that well the overcurrent reducing device 5 as it acts as the last moment of breaking with the ligare switch 6 according to a first embodiment exhibits 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 and the disconnector 20 are closed again so that the next time the circuit breaker 4 closes. According to a second 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 oberoende av att kopplaren 15 till äventyrs ej därefter öpp- nas. Styrningen av komponenterna 18 skulle därvid sàsom ti- 10 15 20 25 30 35 515 702 :ïgçi 17 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 conductive state as soon as the overcurrent reducing device 5 is brought into a closed state, and this regardless of the fact that the coupler 15 is not subsequently opened. The control of the components 18 could then, as previously described 17, be possible 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 första utförande av den överströms- reducerande inrättningen 5 med en med l0a betecknad slutare, Slutaren l0a uppvisar elektroder 23 och ett mellan dessa be- fintligt gap 24. Såsom tidigare beskrivits uppvisar slutaren organ 25a för att trigga elektrodgapet 24 att bilda en elek- Ett styrdon 9a är anordnat att via styrenheten 14a styra funktionen av organen triskt ledande bana mellan elektroderna. 25a. Organen 25a är i exemplet anordnade att bringa eller åtminstone initiera elektrodgapet att antaga elektrisk led- ningsförmåga genom att ombesörja att gapet eller en del därav fås att bilda ett plasma. Det är därvid väsentligt att organen 25a är kapabla att med stor snabbhet tillföra trigg- ningsenergi 'till elektrodgapet. Det föredrages därvid att triggningsenergin tillföres i form av stràlningsenergi kapa- bel att effektuera jonisering/plasmainitiering i elektrodga- pet, Enligt ett speciellt föredraget utförande av' uppfixnuingen innefattar organen 25a åtminstone en laser som genom energi- tillförsel till ring/plasmabildning i åtminstone en del av elektrodgapet. elektrodgapet åstadkommer jonise- Ehuru det vore tänkbart att med hjälp av en eller flera las- rar eller andra organ 25a tillföra energi till elektrodgapet 24 så att närmelsevis momentant hela elektrodgapet joniseras respektive bringas till formen av ett plasma så att också med omedelbarhet hela gapet 24 bringas till elektrisk led- ningsförmága avses i regel vid tillämpning av uppfinningen organen 25a vara så inrättade att de förmår ombesörja joni- sering/plasmabildning i en del av gapet 24. 10 15 20 25 30 35 515 7j02§.ív¿ï¿=¿f =f:;¿ff, -f 18 Vid koppling av slutaren lOa mellan ledningen 2 och jord 8 (eller annan enhet med lägre potential) såsom schematiskt antydes i Fig 4, d v s med en av elektroderna 23 ansluten till ledningen 2 och den andra elektroden ansluten till jord 8, kommer mellan elektroderna att föreligga en spänningsdif- ferens som ger upphov till ett elektriskt fält. Det elek- triska fältet i gapet 24 avses bli utnyttjat för att beford- ra eller driva fram ett elektriskt överslag mellan elektro- derna så snart organen 25a styrts till triggning, d v s gett upphov till jonisering/plasmabildning i en del av elektrod- gapet. Denna etablerade jonisering/plasmabildning kommer att av det elektriska fältet drivas att överbrygga gapet mellan elektroderna för att på så vis få till stånd en lågresistiv elektriskt ledande kanal, d v s en ljusbåge, mellan elektro- derna 23.Fig. 4 illustrates a first embodiment of the overcurrent reducing device 5 with a shutter designated 10a. The shutter 10a has electrodes 23 and a gap 24 is present between them. As previously described, the shutter has means 25a for triggering the electrode gap 24 to form An electrical device 9a is arranged to control the function of the means between the electrodes via the control unit 14a. 25a. The means 25a are in the example arranged to cause or at least initiate the electrode gap to assume electrical conductivity by arranging for the gap or a part thereof to be formed to form a plasma. It is then essential that the means 25a are capable of supplying triggering energy 'to the electrode gap with great speed. It is then preferred that the triggering energy is supplied in the form of radiant energy capable of effecting ionization / plasma initiation in the electrode gap. According to a particularly preferred embodiment of the invention, the means 25a comprise at least one laser of the electrode gap. Although it would be conceivable to supply energy to the electrode gap 24 by means of one or more lasers or other means 25a so that almost instantaneously the entire electrode gap is ionized and brought to the shape of a plasma so that the entire gap 24 is also brought immediately. for electrical conductivity, in applying the invention, the means 25a are generally intended to be so arranged that they are able to provide ionization / plasma formation in a part of the gap 24. 10 15 20 25 30 35 515 7j02§.ív¿ï¿ = ¿f When connecting the shutter 10a between the line 2 and the ground 8 (or other unit with lower potential) as schematically indicated in Fig. 4, i.e. with one of the electrodes 23 connected to the line 2 and the other electrode connected to ground 8, there will be a voltage difference between the electrodes which gives rise to an electric field. The electric field in the gap 24 is intended to be used to promote or propel an electric flash between the electrodes as soon as the means 25a are controlled for triggering, i.e. given rise to ionization / plasma formation in a part of the electrode gap. This established ionization / plasma formation will be driven by the electric field to bridge the gap between the electrodes so as to create a low-resistivity electrically conductive channel, i.e. an arc, between the electrodes 23.

Mot bakgrunden av kravet på slutaren lOa att mycket snabbt sluta för strömavledning är det således önskvärt att sluta- ren dimensioneras så att styrkan av det elektriska fältet i gapet 24 blir hög. Å andra sidan är emellertid ett önskemål att slutaren lOa i dess isolerande viloläge skall ha en mycket hög elektrisk hållfasthet mot överslag mellan elek- troderna. Sett mot denna bakgrund bör således styrkan av det elektriska fältet i gapet 24 vara förhållandevis låg. Å andra sidan reducerar detta den hastighet, med vilken sluta- ren kan fås att etablera den strömavledande ljusbågen mellan elektroderna. Dessa omständigheter illustreras i Fig 8, där den elektriska fältstyrkan är betecknad med E. Nivån ESP re- presenterar den fältstyrka, vid vilken spontant genombrott uppstår. Till höger i Fig 8 illustreras sannolikheten P för spontant genombrott som funktion av fältstyrkan E. För att enligt uppfinningen. uppnå en fördelaktig avvägning mellan önskemålet om säker triggning av slutaren och å andra sidan hög elektrisk hållfasthet mot oönskad triggning föredrages enligt uppfinningen att slutaren utformas så med hänsyn ta- gen till dess funktionsmiljö att det elektriska fältet i ga- 10 15 20 25 30 35 515 702 g¿1f;§:jj¿=._:¿-' =f'_;fí:à - ...- 19 pet 24, när gapet bildar elektrisk isolering, har en fält- styrka som är ej mer än 70% av den fältstyrka vid vilken spontant genombrott normalt uppträder. Denna fältstyrka är till vänster i Fig 8 angiven med El. Såsom framgår till hö- ger i Fig 8 medför detta en förhållandevis låg sannolikhet för spontant genombrott.In view of the requirement for the shutter 10a to stop very quickly for current dissipation, it is thus desirable for the shutter to be dimensioned so that the strength of the electric field in the gap 24 becomes high. On the other hand, however, it is desirable that the shutter 10a in its insulating rest position should have a very high electrical strength against overshoot between the electrodes. Against this background, therefore, the strength of the electric field in the gap 24 should be relatively low. On the other hand, this reduces the speed at which the shutter can be made to establish the current-dissipating arc between the electrodes. These circumstances are illustrated in Fig. 8, where the electric field strength is denoted by E. The ESP level represents the field strength at which spontaneous breakthrough occurs. To the right in Fig. 8, the probability P of spontaneous breakthrough is illustrated as a function of the field strength E. In order to according to the invention. achieve an advantageous balance between the desire for safe triggering of the shutter and on the other hand high electrical strength against unwanted triggering, it is preferred according to the invention that the shutter is designed so taking into account its operating environment that the electric field in 702 g¿1f; §: jj¿ = ._: ¿- '= f' _; fí: à - ...- 19 pet 24, when the gap forms electrical insulation, has a field strength not exceeding 70 % of the field strength at which spontaneous breakthrough normally occurs. This field strength is indicated on the left in Fig. 8 by El. As shown on the right in Fig. 8, this results in a relatively low probability of spontaneous breakthrough.

Lämpligen är styrkan av det elektriska fältet i elektrodga- pet 24 i dess isolerande tillstånd ej mer än 50% (E2) och företrädesvis ej mer än 40% (E3) av fältstyrkan, vid vilken spontant genombrott normalt sker. Såsom framgår till höger i Fig 8 innebär fältstyrkenivåerna E2 och E3 att sannolikheten för spontant genombrott närmar sig O. För att å andra sidan uppnå ett elektriskt fält i elektrodgapet 24 som befordrar ljusbågsbildning vid initiering av jonisering/plasmabildning i en del av elektrodgapet på ett relativt snabbt sätt före- drages att styrkan i det elektriska fältet är åtminstone 5% och lämpligen åtminstone 10% (E4) av fältstyrkan, vid vilken spontant genombrott normalt uppstår. Således föredrages att fältstyrkan ligger inom intervallet 10-40% av fältstyrkan, Därvid har vid försök speciellt goda resultat noterats vid ca 20%. vid vilken spontant genombrott normalt uppstår.Suitably the strength of the electric field in the electrode gap 24 in its insulating state is not more than 50% (E2) and preferably not more than 40% (E3) of the field strength, at which spontaneous breakthrough normally occurs. As shown on the right in Fig. 8, the field strength levels E2 and E3 mean that the probability of spontaneous breakthrough approaches 0. it is rapidly preferred that the strength of the electric field is at least 5% and preferably at least 10% (E4) of the field strength, at which spontaneous breakthrough normally occurs. Thus, it is preferred that the field strength is in the range 10-40% of the field strength. In this case, particularly good results have been noted in experiments at about 20%. at which spontaneous breakthrough normally occurs.

Elektrodgapet 24 är såsom framgår av Fig 4 inneslutet i ett lämpligt hölje 32. I gapet 24 kan föreligga såväl ett vakuum som ett för ändamålet lämpligt medium i form av gas eller till och med vätska. gapet vara så utformat att det vid triggning kan joniseras I ett sådant fall vore det I fallet med gas/vätska avses mediet i och bibringas till plasmaform. lämpligt att initiera jonisering/plasmabildning i gapet 24 i en punkt någonstans mellan elektroderna 23. I Fig 4 illust- reras emellertid det tänkta fall där i gapet 24 föreligger antingen ett vakuum eller ett lämpligt medium. Då föredrages att initiering av slutning sker genom att den i Fig 4 il- lustrerade lasern 25a via ett lämpligt optiskt system 27 fås att fokusera den avgivna strålningsenergin i ett område 28 10 15 20 25 30 35 515 702 20 på en av elektroderna. Detta medför att elektroden kommer att fungera såsom elektron- och jongivare för etablering av en joniserad miljö/ett plasma i elektrodgapet 24 så att så- ledes en ljusbàge mellan elektroderna kommer att bildas. Så- som framgàr av Fig 4 kan en av elektroderna 23 uppvisa en öppning 29, genom vilken lasern 25a är anordnad att med bi- stånd av det optiska systemet 27 avge stràlningsenergin till området 28.As can be seen from Fig. 4, the electrode gap 24 is enclosed in a suitable housing 32. In the gap 24 there can be both a vacuum and a medium suitable for the purpose in the form of gas or even liquid. The gap should be designed so that it can be ionized during triggering. It is appropriate to initiate ionization / plasma formation in the gap 24 at a point somewhere between the electrodes 23. However, Fig. 4 illustrates the intended case where in the gap 24 there is either a vacuum or a suitable medium. It is then preferred that initiation of closure takes place by causing the laser 25a illustrated in Fig. 4 via a suitable optical system 27 to focus the emitted radiant energy in an area 28 5 15 20 25 30 35 515 702 20 on one of the electrodes. This means that the electrode will act as an electron and ion sensor for establishing an ionized environment / a plasma in the electrode gap 24 so that an arc between the electrodes will be formed. As can be seen from Fig. 4, one of the electrodes 23 may have an aperture 29, through which the laser 25a is arranged to emit the radiation energy to the area 28 with the aid of the optical system 27.

I Fig 5 illustreras en slutarvariant lOb där istället syste- met laser 25b/optik 27b fokuserar strålningsenergin i ett triggomráde 28b beläget mellan elektroderna och i ett medium mellan dessa. Från detta område avses följaktligen vid triggning en utveckling av plasma till överbryggning av elektroderna ske.Fig. 5 illustrates a shutter variant 10b where instead the laser 25b / optics 27b system focuses the radiant energy in a trigger area 28b located between the electrodes and in a medium between them. Consequently, when triggering, a development of plasma to bridging the electrodes is meant to take place from this area.

Slutarvarianten 10c i Fig 6 skiljer sig från den i Fig 4 ge- nom att här mellan elektroderna 23c anordnats hjälpelektro- der 31, 25c avgivna stràlen kan passera genom hjälpelektroderna 31. som lämpligen är ringformiga så att den av lasern Dessa avses fungera för utjämning av det elektriska fältet mellan elektroderna 23c och kan vara isolerade från varand- ra, d v s de kan ligga på flytande potential. Hjälpelektro- derna medför ökad säkerhet mot spontant genombrott, minskade dimensioner hos slutaren och minskad känslighet mot inverkan av externa fält.The shutter variant 10c in Fig. 6 differs from that in the auxiliary electrodes 31, 25c arranged here between the electrodes 23c. the electric field between the electrodes 23c and can be isolated from each other, ie they can be at liquid potential. The auxiliary electrodes lead to increased safety against spontaneous breakthrough, reduced dimensions of the shutter and reduced sensitivity to the influence of external fields.

I Fig 7 illustreras en variant 10d av slutaren med föränd- ringen att också här, i likhet med vad som beskrivits med ledning av Fig 6, elektroder 3ld har tillkommit.In Fig. 7 a variant 10d of the shutter is illustrated with the change that here too, similar to what is described with reference to Fig. 6, electrodes 3ld have been added.

För att uppnà de ovan diskuterade betingelserna vad gäller fältstyrkeförhàllandena mellan elektroderna 23 i slutarens isolerade tillstànd må givetvis slutarens karaktäristika adekvat anpassas till den avsedda användningssituationen, d v s spänningsförhàllandena som kommer att uppstå över 10 15 20 25 30 35 515 702;3¶çffgí.*^ 21 elektroderna 23. De konstruktiva åtgärder som står till för- fogande avser givetvis elektrodutformning, avstånd mellan elektroder, mediet mellan elektroderna och förekomsten av eventuella ytterligare fältpàverkande komponenter mellan elektroderna.In order to achieve the conditions discussed above with respect to the field strength ratios between the electrodes 23 in the insulated state of the shutter, the characteristics of the shutter must of course be adequately adapted to the intended use situation, i.e. the voltage ratios which will occur over 515 702 515 702; 21 the electrodes 23. The constructive measures available relate, of course, to electrode design, distance between electrodes, the medium between the electrodes and the presence of any additional field-affecting components between the electrodes.

I Fig 9 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 Sa och den ytterligare brytaren 6a samt den or- dinarie effektbrytaren 4a är som synes anordnade i likhet med vad som framgår av Fig 1 för det fall att det där visade objektet 1 tänkes bilda objektet la enligt Fig 9, I detta avseende hänvisas följaktligen till de beskrivningar som le- vereras med avseende pà Fig l. 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 l i Fig 1 medan transformatorn la skulle kunna lik- ställas med utrustningen 3 i Fig l. 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. 9 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 Sa and the further 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. 9. consequently to the descriptions provided with respect to Fig. 1. The same applies to the overcurrent reducing device 5c and the additional circuit. towards the generator lb. 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 additional switch 6c in combination with the conventional circuit breaker 4b will be able to protect the generator 1b against current surge in the direction from transformer la.

Som tillkommande inslag i Fig 9 förekommer den ytterligare överströmsreducerande inrättningen 5b med tillhörande ytter- ligare brytare 6b. Som synes kommer följaktligen på ömse si- dor' om 'transformatorra 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 10 15 20 25 515 702 22 kommer effektbrytaren 4b att kunna bryta oberoende av i vil- ken riktning mellan objekten la och lb skyddsfunktion öns- kas.As an additional element in Fig. 9, there is the additional overcurrent reducing device 5b with associated additional switches 6b. As can be seen, consequently, there will be overcurrent reduction devices 5a and 5b on both sides 'of' transformer la. 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.

Det bör noteras att ovan presenterade beskrivning enbart bör betraktas såsom exemplifierande för den uppfinningstanke, Det är således uppenbart för fackmännen inom området att detaljmodifieringar kan göras varpå uppfinningen bygger. utan att för den skull lämna uppfinningens ram. Såsom exem- pel må nämnas att det icke är nödvändigt enligt uppfinningen att för tillförsel till gapet 24 använda sig av en laser. av joniserings-/plasmabildningsenergi Även andra strål- ningskällor, till exempel elektronkanoner, eller andra ener- gitillförsellösningar kan tillämpas så länge de enligt upp- finningen uppställda snabbhets- och tillförlitlighetskraven är uppfyllda. Vidare påpekas att den uppfinningsenliga slu- taren 10 kan tillämpas för skydd av elektriska objekt mot felrelaterade överströmmar också i andra driftsfall än de som illustrerats i Fig l, 3 och 9 där den uppfinningsenliga anordningen är inrättad för att reducera de negativa inverk- ningarna av effektbrytarens 4 relativt utdragna bryttid. Den uppfinningsenliga slutaren behöver således icke nödvändigt- vis vara funktionsrelaterad till en sådan effektbrytare 4.It should be noted that the description presented above should only be considered as exemplary of the inventive concept. It is thus apparent to those skilled in the art that detailed modifications may be made upon which the invention is based. without departing from the scope of the invention. As an example, it may be mentioned that it is not necessary according to the invention to use a laser for supply to the gap 24. of ionization / plasma formation energy Other radiation sources, such as electron guns, or other energy supply solutions can also be applied as long as the speed and reliability requirements established according to the invention are met. It is further pointed out that the shutter 10 according to the invention can be used for protection of electrical objects against fault-related overcurrents also in other operating cases than those illustrated in Figs. 1, 3 and 9 where the device according to the invention is arranged to reduce the negative effects of the circuit breaker. 4 relatively extended break time. The shutter according to the invention thus does not necessarily have to be function-related to such a circuit breaker 4.

Slutligen påpekas att triggningsenergin till elektrodgapet icke nödvändigtvis måste tillföras genom en öppning 29 i en av elektroderna.Finally, it is pointed out that the triggering energy to the electrode gap does not necessarily have to be supplied through an opening 29 in one of the electrodes.

Claims

10 15 20 25 30 35 .. LU. 515 702ÉfIÉfÉf11- '= ": -; ïï:. = -, _,.,....., F 23 Patentkrav

1. Device for at. an electric power plant protect. an electrical object (1) from fault-related overcurrents, wherein an overcurrent reducing device (5), which is activatable for overcurrent reduction with the aid of an overcurrent (ii-13), to the electric power plant for protecting the object, the conditions detecting device is connected to an overcurrent reducing device (5) comprises an overcurrent diverter (7) for diverting overcurrents to earth (8) or otherwise another unit with low potential, the over- (10) exhibiting which is normally electrically essential (25) initiating the electrode gap or at least a part thereof to comprise a shutter (24), and means the current arrester (7) insulating an electrode gap, for bringing or at least taking electrical conductivity in order to divert overcurrents via the electrode gap, (25) or at least a part thereof to assume electrical conduction to the electrode gap in the form of radiant energy by focusing characterized in that the means for bringing or In order to initiate the electrode gap capability are arranged to supply the triggering energy to the radiating energy in a region (28, 28b) of at least one of the electrodes (23) (23). or between the electrodes

Device according to claim 1, (25) or a part thereof for assuming electrical conductivity in- (25). characterized in that the means for bringing or at least initiating the electrode gap comprises at least one laser

Device according to Claim 1 or 2, characterized in that the shutter (10) between its electrodes is designed so that in its insulating state (23) there is an electric field which, when bringing or initiating the electrode gap, assumes electrical conductivity, or drives an electrical flux between the electrodes. 10 l5 20 25 30 35. . -,. . «- f = .- 515 702 .. ... 24

Device according to Claim 3, characterized in that the electric field in the electrode gap (24) has a substantially lower field strength than the field strength which, in the case of insulating conditions, occurs spontaneously.

Device according to claim 3 or 4, characterized in that the electric field in the insulating state of the electrode gap (24) has a field strength of not more than 70%, preferably not more than 50%, and preferably not more than 40% , of the field strength at which spontaneous breakthrough occurs.

Device according to any one of claims 3-5, characterized therefrom, (24) has a field strength of at least 5%, that the electric field in the insulating of the electrode gap suitably at least 10%, of the field strength at which spontaneous breakthrough occurs .

Device according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the electrodes at the electrode gap (29), (25) supply of energy is arranged to direct radiation nerves - has an opening through which the means for triggering.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that auxiliary electrodes (31, 3ld) are arranged at the gap (24) between the electrodes for equalizing the electric field.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least one overvoltage arrester (22) is connected in parallel with the shutter (10).

Device according to any one of the preceding claims, wherein the electrical object (1) is connected to an electric power grid (3) or other equipment included in the electric power plant and wherein the device comprises an electrical switch (4) in a line 10 25 30 35 515 702. (-) - 25 (2) between the object and the network / equipment, characterized in that the shutter (10) is connected to the line (2) between the object (1) (10) is activatable for overcurrent diversion within a period of time which and the electrical switch (4) and that the shutter is significantly less than the switching time of the electrical switch (4).

Device according to Claim 10, characterized in that the electrical switch (4) consists of a circuit breaker.

Device according to claim 10 or 11, characterized in that it comprises an additional switch (10) arranged in the line between the electrical coupler (4) and (6), and which is formed in the object to break lower voltage and current than the electrical coupler (4) which is arranged between the shutter and the object (1) and therefore can perform a shorter breaking time than this and that the additional switch is arranged to break only when the overcurrent towards or from the object (1) is reduced by means of the shutter (10) but significantly earlier than the electrical switch.

Device according to claim 12, characterized in that it comprises a control unit (14) (11-13) for effecting operation of the further switch connected to the detecting device and to the further switch (6) for breaking when the overcurrent towards or from the object (1) of the detecting device is stated to be below a predetermined level.

Device according to one of Claims 12 to 13, characterized in that the further switch (6) comprises a coupler (15), over which a shunt line (17) is connected with (ice) upon separation. of 'contacts' of the coupler (17) one or more components for avoiding light cups (15) to take over the power line from genonl to bring the shunt line contacts. l0 15 20 25 30 515 702. . . . v »26

Device according to claim 14, characterized in that (18) (17) are closable to a line by control via the control unit (14). to say one or more components in the shunt line

Device according to claim 14 or 15, characterized in that said one or more components (18) consist of controllable semiconductor components.

Device according to any one of claims 14-16, characterized in that said one or more components (18) are provided with at least one overvoltage protection (30).

Device according to one of Claims 14 to 17, characterized in that a separator (20) for galvanic separation is arranged in series with said one or more components (18).

Device according to claim 18, characterized in that the disconnector (20) is connected to the control unit (14) to be controlled by it to open after the coupler (15) has been controlled to have broken and said one or more components (18) brought in the shunt line (17) breaking condition.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the protected object (1) consists of an electrical device with a magnetic circuit.

Device according to claim 20, characterized in that the object consists of a generator, transformer or motor.

Device according to any one of the preceding claims, characterized therefrom, bel. that the object consists of a power line, for example a ka- 10 15 20 25 30 35 515 7Û2: ßïw: <¿@H. 27

A device according to any preceding claim, (10) are arranged on either side of the object to protect it on both sides. characterized by the fact that two shutters

Device according to claim 1, that the characteristic (11-13) hot (14) characterized by the (10) condition detecting device (11-13) comprises a control device for the shutter and for the overcurrently connected device which, on the basis of information from the the correction steers the shutter to the end when this is called for protection reasons.

Device according to claim 24 and one or more of claims 13, 15 and 19, characterized in that one and the same control unit (14) is arranged to control the shutter on the basis of information from (11-13) the overcurrent conditions detecting device. (10) and the additional switch (6).

Use of a device according to any preceding claim for the protection of an object against fault-related overcurrents.

A method for protecting an electrical object (1) from fault-related overcurrents in an electric power plant, wherein when overcurrent conditions are detected by means of a dedicated device (11-13), overcurrent drainage is carried out by (io), currents to ground (8) or otherwise another unit with low power, a shutter which is arranged for diverting over-potential, is closed for overcurrent diverting by providing an electrode gap (24) present in the shutter with electrical conductivity by means of triggering means (2S), characterized therefrom , that the triggering means (25) are arranged to supply the triggering energy to the electrode gap in the form of radiant energy by focusing the radiant energy in a region (28, 28b) (23) of the electrodes. on at least one of the electrodes or between 515702 28

Method according to claim 27, characterized in that an additional switch (6) arranged in a line (2) between an electrical switch (4) and the object (1), which is arranged between the shutter (10) and the object (1), is brought to break only when the overcurrent to or from the object (1) is reduced by means of the shutter (10).