SI23360A

SI23360A - Obločno ločilno stikalo

Info

Publication number: SI23360A
Application number: SI201000115A
Authority: SI
Inventors: EK Mitja KOPRIVĹ; Brane Lebar
Original assignee: Eti Elektroelement D.D.
Priority date: 2010-04-07
Filing date: 2010-04-07
Publication date: 2011-10-28
Also published as: EP2556573B1; WO2011126460A1; EP2556573A1

Abstract

Namen izuma je zasnovati obločno ločilno stikalo (4), ki bo v enosmernem električnem tokokrogu sposobno zaznati pojav obloka, npr. zaradi poškodbe vodnika ali stika med vodniki, in v takem primeru tokokrog prekiniti, ne da bi pri tem nastopil pojav nadtoka, pri čemer naj bi tovrstno stikalo (4) obsegalo zgolj take komponente in taka elektronska vezja, ki delujejo brez dodatnega vira napajalne napetosti. Po izumu stikalo (4) obsega prekinjevalnik (40), ki je upravljiv s pomočjo upravljalnega mehanizma (41),ki je krmiljen s pomočjo FI-releja (42), ki ga krmili in napaja z njim serijsko povezano pasivno elektronsko vezje (43), ki je po drugi strani serijsko povezano s sekundarnim navitjem (442) diferenčnega oz. tokovnega transformatorja (44), ki je s svojim primarnim navitjem (441) preko vodnika (211) serijsko povezan s kondenzatorjem (45), pri tem pa sta preko omenjenega vodnika (211) omenjeni transformator (44) in omenjeni kondenzator (45) oba skupaj v omenjeni medsebojni serijski vezavi paralelno povezana stuljavo (46), ki je vključena v enem izmed vodnikov (21) med virom istosmerne napetosti in vsakokratnim porabnikom.

Description

ETI ELEKTROELEMENT d.d.

MPK⁸ H 02 H 3/00

OBLOČNO LOČILNO STIKALO

Predmet izuma je obločno ločilno stikalo, ki spada v področje zaščitnih naprav stikal in odklopnikov v električnih inštalacijah, še posebej v inštalacijah z enosmerno napetostjo in tokov kot so, na primer, fotovoltaične elektrarne ali inštalacije v vozilih. Po mednarodni razvrstitvi patentov so izumi te vrste v okviru elektrotehnike, namreč generiranja, pretvorbe in distribucije električne energije, razvrščeni na področje zaščitnih tokokrogov, ki so predvideni za samodejno izključitev tokokroga, v katerem se pojavi neželeno odstopanje od običajnih pogojev delovanja.

Namen izuma je zasnovati stikalo, ki bo v enosmernem električnem tokokrogu sposobno zaznati pojav obloka, npr. zaradi poškodbe vodnika ali stika med vodniki, in v takem primeru tokokrog prekiniti, ne da bi pri tem nastopil pojav nadtoka, pri čemer naj bi tovrstno stikalo obsegalo zgolj take komponente in taka elektronska vezja, ki delujejo brez dodatnega vira napajalne napetosti.

Povečana uporaba obnovljivih virov električne energije je privedla do množične uporabe fotovoltaičnih elektrarn. Pomembna značilnost fotovoltaičnih elektrarn je v dejstvu, da njihovi glavni gradniki, iz določenega števila fotovoltaičnih celic sestoječi paneli, proizvajajo električno energijo s pomočjo sončne svetlobe. Na sponkah tovrstnega fotovoltaičnega panela, v nadaljnjem opisu poimenovanega kot PV panel, se ustvari električna napetost, ki poganja enosmerni električni tok, ki se z osvetljenostjo PV panela bistveno ne spreminja in v običajnih tokokrogih te vrste dosega velikostni red 10A (d.c.). Med povečevanjem ali zmanjševanjem osvetljenosti se povečuje ali zmanjšuje napetost na sponkah PV panela. Običajno v tokokrogih te vrste napetost znaša od nekaj 100V d.c. pa vse do 1000V (d.c.). Temu ustrezno P V paneli delujejo kot tokovni generator s stalnim tokom in spremenljivo napetostjo.

Velik problem nastopi pri okvari električnih kablov ali inštalacije, ki povezuje PV panele in osrednji del PV elektrarne. V primeru poškodbe kabla pride do stika pozitivnega in negativnega pola PV panela. Nastane električni oblok, ki s svojimi škodljivimi vplivi uničuje kabel, poškoduje inštalacijo in povzroči požar.

V običajnih električnih inštalacijah v zgradbah in industriji z izmenično napetostjo 230/400V (a.c.) se napake v inštalaciji odpravljajo s pomočjo nadtokovnih zaščitnih naprav in naprav na diferenčni tok, ker se v primeru stika dveh vodnikov tok poveča in pride do pojava nadtoka, ki ga zaščitna naprava uspešno prekine. Drugi primer napake je stik faznega vodnika z ozemljitvijo inštalacije, kjer nastane diferenčni tok male vrednosti, ki ga uspešno prekine naprava na diferenčni tok. Temu nasprotno pa pri napaki na kablih PV panelov tok ne naraste, ampak oblok gori pri približno enaki vrednosti toka kot je bila tista pred napako, zato nadtokovne zaščitne naprave, npr. varovalke in odklopniki, te napake ne zaznajo. Posledica je pojav takoimenovanega paralelnega obloka, namreč trajnega obloka s škodljivimi posledicami, ki se prekine oz. ugasne šele v trenutku, ko P V panel ni več osvetljen in napetost na sponkah pade pod vrednost, ki ne zadostuje več za nastanek oz. vzdrževanje obloka.

Do podobnih primerov lahko pride zaradi slabega električnega spoja na enem od kontaktnih mest v enosmernem (d.c.) tokokrogu PV panela/panelov, kar je lahko posledica mehanskih poškodb ali korozije. Že zelo kratka in neželena prekinitev namreč lahko povzroči oblok, ki zaradi dovolj velike napetosti PV panela ne ugasne in poškodbe v inštalaciji so neizbežne. Ta pojav se imenuje serijski oblok, njegov pomen oz. z njim povezana stopnja tveganja pa se povečuje sorazmerno s hitro rastjo števila novozgrajenih fotovoltaičnih elektrarn.

Pričakovati je, da se bodo doslej v zvezi s P V paneli obravnavani problemi nastanka obloka v d.c. inštalacijah pojavljali tudi v primeru povečane uporabe električnih vozil z višjo enosmerno napetostjo, torej 48V (d.c.) in več. Tokovno-napetostne razmere so tam sicer drugačne kot v P V elektrarnah, ker gre za nižje napetosti in za višje tokove, vendar pa je tudi pri vozilih na voljo dovolj električne moči za nastanek obloka in njegovih škodljivih posledic.

Oba problema, namreč možnost pojava serijskega in možnost pojava paralelnega obloka, sta tudi v strokovni literaturi opisana kot eden izmed ključnih problemov pri gradnji in obratovanju fotovoltaičnih elektrarn. V stroki torej dejansko obstoji potreba po napravi, ki bo opisani pojav obloka in njegove škodljive posledice preprečila, pri čemer bi bilo vsekakor tudi zaželeno, da bi sama naprava za svoje delovanje ne potrebovala napajalne napetosti. Potreba po prisotnosti dodatnega vira električne napetosti je namreč povezana ne le s permanentnim zagotavljanjem ustreznega napajanja in torej med drugim tudi s porabo energije, ampak tudi s tveganjem, da iz različnih vzrokov, npr. ob udaru strele, pride do onesposobitve omenjenega dodatnega vira napetosti, zaradi česar je potem lahko onemogočeno delovanje celotne naprave.

US 6,377,055 BI predlaga rešitev detektorja škodljivega obloka, ki deluje v dveh stopnjah. Prva stopnja je izvedena s tokovnim transformatorjem, skozi katerega je speljan vsaj eden od vodnikov. Ta prvostopenjski senzor zaznava majhne vrednosti toka, kajti pri visokih vrednostih toka pride do nasičenja jedra tokovnega transformatorja in je signal na sekundami strani premajhen. Drugostopenjski senzor je izveden kot upornost v vodniku, na katerem nastane padec napetosti, ki je v korelaciji z obločnim tokom. Oba signala se vodita v seštevalni ojačevalnik. V primeru nizkega obločnega toka je večji prispevek iz sekundarne strani tokovnega transformatorja, v primeru večjega toka pa je večji prispevek iz uporovnega dela. Če je oblika vhodnega signala prava, se na izhodu ojačevalnika pojavi signal, ki preko triaka vzbudi tuljavo elektromagnetnega sprožilnika čemur sledi odprtje kontaktov in s tem prekinitev tokokroga. Slabost te izvedbe se kaže v nejasnem frekvenčnem področju delovanja in v dejstvu, da elektronsko vezje za svoje delovanje potrebuje dodaten vir napajalne napetosti.

Podobna izvedba je opisana v US 7,205,772 B2, namenjena pa je detekciji obloka v 48V (d.c.), in sicer predvsem v električnih inštalacijah vozil. Zaznavanje obloka sprva temelji na opazovanju padca napetosti na uporu v vodniku in na primerjavi te napetosti z neko prednastavljeno vrednostjo ter na generiranju signala v primeru preseganja te vrednosti. Temu sledi zaznavanje toka skozi tokovni transformator, kjer se sekundarno inducirano napetost najprej filtrira, nato pa se jo primerja z vsaj eno prednastavljeno vrednostjo. Indikator obloka je takimenovan Schmitt triger. Slabost te izvedbe se kaže predvsem v zapletenosti elektronskega vezja, ki za svoje delovanje tudi v tem primeru potrebuje napajalno napetost.

US 2008/0140354 Al nadalje predlaga detektor obloka za izmenične tokove. Detektirani signal se razdeli in vodi po štirih poteh v štiri razločne signale. Prvi signal predstavlja tok v faznem vodniku. Drugi signal je impulz, ki predstavlja pozitivno spremembo toka, tretji signal pa negativno spremembo toka. Četrti signal predstavlja napetost širokopasovnega signala na faznem vodniku. Značilno za opisano izvedbo je, da vsebuje tokovni transformator, skozi katerega je voden fazni vodnik, nadalje diferenčni transformator, skozi katerega sta vodena fazni in nevtralni vodnik, še nadalje napetostni senzor in tudi zapleteno elektronsko vezje z mikro-kontrolerjem. Tako kot prej opisane izvedbe, je tudi to vezje izvedeno zelo kompleksno in za svoje delovanje potrebuje dodaten vir napajalne napetosti, kar je slabost te izvedbe.

Poleg doslej predlaganih rešitev so v stanju tehnike znana tudi zaščitna stikala na diferenčni tok, s katerimi strokovna javnost rešuje problem izklapljanje delov inštalacije v primeru napak zaradi diferenčnih tokov. Tovrstna stikala delujejo na principu tokovnega diferenčnega transformatorja, ki na sekundami strani ustvarijo signal že v primeru zelo majhnih razlik v tokovih na primarni strani lOmA do 30mA.

Sekundami signal male moči velikosti 50 do lOOpVA je voden na elektro-magnetomehanski sprožilnik, imenovan tudi Fl-rele ali rele na diferenčni tok. Taje sestavljen iz jarma s trajnim magnetom in kotve, ki je pod vzmetjo. V zaprtem stanju releja je kotva pritegnjena k jarmu zaradi magnetnega pretoka trajnega magneta. Ko se pojavi diferenčni tok med faznim in ničelnim vodnikom, se v tuljavi releja ustvari nov magnetni pretok, ki nasprotuje prvotnemu iz trajnega magneta. Posledica je izstop igle iz ohišja zaradi delovanja vzmeti, nato pa se zaradi delovanja igle na zapenjalnokontaktni mehanizem odprejo še glavni kontakti stikala. Ena od znanih izvedb takšnega releja je opisana v patentu EP 0 508 052 BI. Tovrstno stikalo za delovanje sicer ne potrebuje napajalne napetosti, vendar pa po drugi strani samo kot tako tudi ni sposobno zanesljivo zaznati serijskega in paralelnega obloka v enosmernih tokokrogih d.c. inštalacij fotovoltaičnih PV elektrarn.

Izum se nanaša na obločno ločilno stikalo, ki je predvideno za vgradnjo v vsakokrat razpoložljiv električni tokokrog, sestoječ vsaj iz vira enosmerne napetosti d.c., kot tudi iz vsaj enega porabnika, ki je preko ustreznih električnih vodnikov po izbiri neposredno ali posredno preko še vsaj ene električne komponente, npr. DC/AC pretvornika, povezan z omenjenim virom istosmeme napetosti.

Po izumu je predvideno, da obločno ločilno stikalo obsega prekinjevalnik, ki je upravljiv s pomočjo upravljalnega mehanizma, ki je krmiljen s pomočjo Fl-releja, ki ga krmili in napaja z njim serijsko povezano pasivno električno vezje, ki je po drugi strani serijsko povezano s sekundarnim navitjem diferenčnega oz. tokovnega transformatorja, ki je s svojim primarnim navitjem preko vodnika serijsko povezan s kondenzatorjem, pri tem pa sta preko omenjenega vodnika omenjeni transformator in omenjeni kondenzator oba skupaj v omenjeni medsebojni serijski vezavi paralelno povezana s tuljavo, ki je vključena v enem izmed vsakokrat razpoložljivih vodnikov med virom istosmeme napetosti d.c. in vsakokratnim porabnikom.

Pri tem omenjeno pasivno elektronsko vezje sestoji iz s sekundarnim navitjem transformatorja serijsko povezanega diodnega AM detektorja, h kateremu je serijsko vezan nizkofrekvenčni filter z na sebi serijsko vezanim kondenzatorjem, medtem ko je k omenjenemu filtru serijsko vezano napetostno stikalo, k slednjemu pa prav tako serijsko še Fl-rele. Pri tem je slednji prirejen za aktiviranje s pomočjo napolnjenega kondenzatorja, ki je napajan s strani sekundarnega navitja transformatorja preko diodnega AM detektorja in nizkofrekvenčnega filtra.

Pri eni od možnih izvedb izuma je omenjeni Fl-rele razen za prekinitev tokokroga v primeru pojava serijskega obloka AS ali paralelnega obloka AP predviden tudi za odklop ter ločevanje vsakokratnega porabnika od vira istosmeme napetosti d.c. in ostale inštalacije. Pri nadaljnji izvedbi je stikalo opremljeno s štirimi prekinjevalniki.

Pri prednostni izvedbi izuma je predvideno, vir istosmeme napetosti d.c. predstavlja bodisi vsaj ena fotovoltaična celica ali iz vsaj dveh fotovoltaičnih celic sestoječ fotovoltaični panel ali iz vsaj dveh fotovoltaičnih panelov sestoj eča fotovoltaična elektrarna. V takem primeru je vsakokraten električni porabnik z omenjenim virom istosmeme napetosti d.c. električno povezan posredno vsaj preko DC/AC pretvornika.

Izum bo v nadaljevanju podrobneje obrazložen na osnovi primerov izvedbe, ki sta ponazorjena na priloženi skici, pri čemer

Sl. 1 shematično ponazarja problematiko pri obstoječih rešitvah, s katero se ukvarja pričujoči izum,

Sl. 2 shematično ponazarja rešitev obločnega ločilnega stikala po izumu,

Sl. 3 predstavlja električno vezalno shemo stikala po Sl. 2;

Sl. 4 pa ponazarja nadaljnji možen primer izvedbe stikala po izumu.

Na Sl. 1 je prikazan istosmemi (d.c.) električni tokokrog, v katerem je v splošnem na voljo vir 1 istosmeme napetosti, kije opremljen s priključnima sponkama 11, 12, na katerih sta priključena električna vodnika 21, 22, preko katerih je omenjeni vir 1 električno povezan z vsakokratnim porabnikom. Z namenom preprečevanja nastanka paralelnega obloka AP ali serijskega obloka AS je v tokokrogu, v prikazanem primem v območju vodnika 21, vgrajeno obločno ločilno stikalo 4 po izumu.

Tokokrog po Sl. 1 predstavlja tokokrog PV panela, namreč fotovoltaičnega panela, ki je na voljo kot vir 1 istosmeme napetosti. V prikazanem primeru je porabnik na omenjen tokokrog priključen posredno preko DC/AC pretvornika 3. Omenjen PV panel kot vir 1 istosmeme napetosti v času osvetlitve generira istosmemo (d.c.) napetost in temu ustrezen električni tok, ki ga preko omenjenih vodnikov 21, 22 sprejme DC/AC pretvornik 3, na katerega zunanjih sponkah 31, 32 je potem na voljo izmenična (a.c.) napetost in temu ustrezen tok, na omenjeni sponki 31, 32 pa je možno priključiti vsakokraten porabnik. Kot je že bilo omenjeno, v primeru napake na vodnikih 21, 22 P V panelov 1 tok ne naraste, možen pa je pojav takoimenovanega paralelnega obloka, ki je na Sl. 1 označen z AP in ki v takem primeru ugasne šele po tistem, ko P V panel kot vir 1 ni več izpostavljen osvetlitvi in se jakost toka temu ustrezno zmanjša. Po drugi strani lahko problem nastopi zaradi slabega električnega spoja na enem od kontaktnih mest katerega od vodnikov 21, 22 v enosmernem (d.c.) tokokrogu PV panela oz. vira 1, kar je lahko posledica mehanskih poškodb ali korozije. Že zelo kratka in neželena prekinitev namreč lahko povzroči serijski oblok, kije na Sl. 1 označen kot AS in ki zaradi dovolj velike napetosti PV panela oz. vira 1 ne ugasne, zato so poškodbe vodnikov 21, 22 neizbežne.

Kot je razvidno na Sl. 2, obločno ločilno stikalo 4 obsega prekinjevalnik 40, ki je upravljiv s pomočjo upravljalnega mehanizma 41, kije krmiljen s pomočjo Fl-releja 42, ki ga krmili in napaja pasivno elektronsko vezje 43, ki je električno povezano s sekundarnim navitjem 442 diferenčnega oz. tokovnega transformatorja 44, ki je s svojim primarnim navitjem 441 preko vodnika 211 serijsko povezan s kondenzatorjem 45, pri tem pa sta transformator 44 in omenjeni kondenzator 45 skupaj paralelno vezana s tuljavo 46, ki je vključena v vodniku 21 med virom 1 istosmeme napetosti (d.c.) in vsakokratnim porabnikom.

Tok obloka AP, AS sestoji iz dveh komponent, namreč iz enosmerne (d.c.), ki pri PV panelu kot viru 1 istosmeme napetosti običajno znaša od nekaj A pa do približno 1020A, ob pojavu obloka AP, AS pa je prisotna tudi izmenična (a.c.) komponenta toka relativno visoke frekvence v kHz področju. Po izumu se namreč presenetljivo izkaže kot primerna uporaba tokovnega transformatorja 44, ki ima na sekundarno navitje 442 priključen napetostno neodvisni Fl-rele 42, obenem pa so v sekundarnem tokrogu vključeni elementi pasivnega elektronskega vezja 43, ki za svoje delovanje ne potrebujejo napajalne napetosti. Pri tem se enosmerno komponento (a.c.) vodi preko tuljave 46 t.j. induktivnosti L mimo tokovnega transformatorja 44. Tokovni transformator 44 je v bistvu izdelan iz diferenčnega transformatorja strokovnjakom znanega EFI stikala, vendar s samo enim skozenj potekajočim vodnikom 211. Po izbiri je možno torej kot osnovo za realizacijo obločnega ločilnega stikala 4 po izumu uporabiti znano EFI stikalo z ustreznimi spremembami in prilagoditvami, kot bo to opisano v nadaljevanju v povezavi s Sl. 4.

Zahvaljujoč paralelni vezavi tuljave 46 oz. induktivnosti L in diferenčnega oz. tokovnega transformatorja 44, ki je v pripadajočem vodniku 211 s svojim primarnim navitjem 441 serijsko vezan s vezan kondenzatorjem 45, se enosmerne komponente toka ne vodi skozi primarno navitje 441 transformatorja 44. Če bi namreč enosmerna komponenta toka tekla skozi primarno navitje 411, bi prišlo do nasičenja jedra transformatorja 44 in izmenična komponenta obločnega toka ne bi povzročala sekundarne inducirane napetosti. V tem primeru stikalo 4 ne bi zaznalo obločnega toka.

Omenjeni kondenzator 44 je tako izbran, da prepušča višje frekvence toka, ki jih povzroča serijski oblok AS ali paralelni oblok AP. V sekundarnem navitju 442 transformatorja 44 se inducira izmenična napetost v ritmu obločnega toka, ki teče skozi primarno navitje 441. Ta signal se vodi skozi pasivno elektronsko vezje 43, ki ga preoblikuje v primemo obliko za proženje Fl-releja 42.

Omenjeni Fl-rele 42 ali rele na diferenčni tok je kot tak strokovnjakom znan iz stanja tehnike (npr. iz EP 0 508 052 BI ali komercialno dostopno stikalo, ki ga pod oznako EFI proizvaja prijavitelj) in zato na skici ni posebej prikazan. Sestoji iz na skici neprikazanih jarma s trajnim magnetom in kotve, ki je pod pritiskom vzmeti. V zaprtem stanju releja 42 je kotva pritegnjena k jarmu zaradi magnetnega pretoka trajnega magneta. Ko se pojavi diferenčni tok med faznim in ničelnim vodnikom, se v tuljavi releja 42 ustvari nov magnetni pretok, ki nasprotuje prvotnemu iz trajnega magneta. Posledica je izstop igle iz ohišja releja 42 zaradi delovanja vzmeti, nato pa se zaradi delovanja igle na ustrezen mehanizem 41 odprejo še glavni kontakti prekinjevalnika 40 stikala 4. Tovrsten rele 42 za svoje delovanje, v tem primeru za krmiljenje mehanizma 41 prekinjevalnika 40, ne potrebuje dodatnega vira napajalne napetosti, po drugi strani pa sam kot tak ni sposoben zanesljivo zaznati niti serijskega obloka AS niti paralelnega obloka AP v enosmernem tokokrogu (d.c.), npr. v tokokrogu vodnikov 21, 22 fotovoltaičnih PV modulov kot vira 1 istosmeme napetosti (d.c.) sestoječih elektrarn.

Pasivno elektronsko vezje 43, katerega primer izvedbe je prikazan na Sl. 3, je sestavljeno iz več stopenj. Signal s transformatorja 44 se najprej pelje na diodni AM detektor 431, nato se demodulirani signal preko NF filtra 432 pelje na kondenzator 433, ki se polni. Ko se kondenzator 433 napolni na zadostno vrednost, se odpre napetostno stikalo 434, preko katerega se pred tem napolnjeni kondenzator 433 izprazni. Tok praznjenja je dovolj velik, da sproži oz. odpre Fl rele 42, ki je serijsko povezan z napetostnim stikalom 434 omenjenega vezja 43.

Na Sl. 3 ponazorjena vezava je izdelana na podlagi predpostavke, da je mogoče predvideti izmenično komponento toka obloka AP, AS velikostnega reda 100kHz. Ta vrednost je bila izmerjena pri simulaciji obloka pri toku 0,35A (d.c.) in napetosti 600V (d.c.). Obstaja pa možnost, da se bo pri večji jakosti toka velikostnega reda nekaj A do približno 10-20A (d.c.). spremenila (znižala) frekvenca. V tem primeru bi bilo potrebno spremeniti serijski nihajni krog v primarnem navitju 441 tokovnega transformatorja 44. Obstaja tudi možnost, da se predvidi dva ali več serijskih nihajnih tokokrogov, od katerih bi bil vsak zase speljan skozi jedro transformatorja 44. V takem primeru naj bi bil vsak razpoložljiv serijski nihajni tokokrog uglašen na svojo frekvenco, s čemer bi pokrili vsa frekvenčna področja, ki jih lahko povzroči serijski oblok AS in paralelni oblok AP.

Nadalje je na Sl. 4 shematično ponazorjen primer vgradnje obločnega ločilnega stikala 4 po izumu v že omenjeno in znano stikalo, ki je komercialno dostopno pod oznako EFI-4. V tem primeru bi po vgradnji stikala 4 v ohišje EFI-4 stikala 47 poleg zgoraj opisanega delovanja oz. zaznavanja obločnega toka, omenjeno stikalo 4 po izumu omogočalo tudi odklopa v primeru napake in/ali ročnega vklopa/izklopa. Vsi štirje prekinjevalniki 473, 474, 475, 476 morajo biti v takem primeru vezani zaporedno, saj gre za relativno velike d.c. napetosti. EFI-4 stikalo 47 bi v izvedbi stikala 4 po izumu imelo izkoriščeni samo dve priključni sponki 471, 472. Kot je razvidno na Sl. 4, tudi v tem primeru je prekinjevalnik 40 krmiljen s pomočjo upravljalnega mehanizma 41, ki je vključen v sekundami tokokrog.

Strokovnjaku bo na osnovi predhodnega opisa razumljivo, da obločno ločilno stikalo po izumu omogoča zaznavanje napak zaradi pojava obloka AP, AS in ob pojavu slednjega takojšen odklop PV panela 1. Razen tega je stikalo po izumu uporabljivo tudi kot ločilno stikalo za vklop in izklop ter ločevanje P V modula 1 od ostale inštalacije, pri čemer pa je stikalo tako izbrano, da ne pride do izklapljanja v primeru normalnih stikalnih manevrov ali drugih prehodnih pojavov v P V inštalaciji.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Obločno ločilno stikalo (4), ki je predvideno za vgradnjo v vsakokrat razpoložljiv električni tokokrog, sestoječ iz vira (1) enosmerne napetosti (d.c.), kot tudi iz vsaj enega porabnika, ki je preko ustreznih električnih vodnikov (21, 22) po izbiri neposredno ali posredno preko še vsaj ene električne komponente, npr. DC/AC pretvornika (3), električno povezan z omenjenim virom (1), označeno s tem, da obsega prekinjevalnik (40), ki je upravljiv s pomočjo upravljalnega mehanizma (41), kije krmiljen s pomočjo Fl-releja (42), ki ga krmili in napaja z njim serijsko povezano pasivno električno vezje (43), ki je po drugi strani serijsko povezano s sekundarnim navitjem (442) diferenčnega oz. tokovnega transformatorja (44), ki je s svojim primarnim navitjem (441) preko vodnika (211) serijsko povezan s kondenzatorjem (45), pri tem pa sta preko omenjenega vodnika (211) omenjeni transformator (44) in omenjeni kondenzator (45) oba skupaj v omenjeni medsebojni serijski vezavi paralelno povezana s tuljavo (46), ki je vključena v enem izmed vodnikov (21, 22) med virom (1) istosmerne napetosti (d.c.) in vsakokratnim porabnikom (3).
2. Obločno ločilno stikalo po zahtevku 1, označeno s tem, da pasivno elektronsko vezje (43) sestoji iz s sekundarnim navitjem (442) transformatorja (44) serijsko povezanega diodnega AM detektorja (431), h kateremu je serijsko vezan nizkofrekvenčni filter (432) z na sebi serijsko vezanim kondenzatorjem (433), medtem ko je k omenjenemu filtru (432) serijsko vezano napetostno stikalo (434), k slednjemu pa prav tako serijsko še Fl-rele (42).
3. Obločno ločilno stikalo po zahtevku 2, označeno s tem, da je Fl-rele (42) prirejen za aktiviranje s pomočjo napolnjenega kondenzatorja (433), ki je napajan s strani sekundarnega navitja (442) transformatorja (44) preko diodnega AM detektorja (431) in nizkofrekvenčnega filtra (432).
4. Obločno ločilno stikalo po enem od predhodnih zahtevkov, označeno s tem, da je Fl-rele (42) razen za prekinitev tokokroga v primeru pojava serijskega obloka (AS) ali paralelnega obloka (AP) predviden tudi za izklop ter ločevanje vsakokratnega porabnika od vira (1) istosmeme napetosti (d.c.) in ostale inštalacije.
5. Obločno ločilno stikalo po zahtevku 4, označeno s tem, da je na voljo kot stikalo (47) s štirimi prekinjevalniki (473, 474, 475, 476).
6. Obločno ločilno stikalo po enem od predhodnih zahtevkov, označeno s tem, da vir (1) istosmeme napetosti (d.c.) predstavlja vsaj ena fotovoltaična celica.
7. Obločno ločilno stikalo po zahtevkih 1 - 5, označeno s tem, da vir (1) istosmeme napetosti (d.c.) predstavlja iz vsaj dveh fotovoltaičnih celic sestoječ fotovoltaični panel.
8. Obločno ločilno stikalo po zahtevkih 1 - 5, označeno s tem, da vir (1) istosmeme napetosti (d.c.) predstavlja iz vsaj dveh fotovoltaičnih panelov sestoječa fotovoltaična elektrarna.
9. Obločno ločilno stikalo po enem od predhodnih zahtevkov, označeno s tem, da je vsakokraten električni porabnik (3) z omenjenim virom (1) istosmeme napetosti (d.c.) električno povezan posredno vsaj preko DC/AC pretvornika (3).

1/2