电气旁路设备制造技术

一种电气旁路设备(10)包括：用于跨电气组件(52)的连接的第一和第二端子(12，14)；电触发旁路开关(16)，其可切换以形成跨第一和第二端子(12，14)的短路；以及第一控制电路(18)，连接在第一与第二端子(12，14)之间，第一控制电路(18)包括相互耦合的第一和第二绕组(26，28)，第一绕组(26)与第二绕组(28)隔离，第一控制电路(18)配置成：当正常操作电压跨第一和第二端子(12，14)存在时，阻止第一与第二端子(12，14)之间流动的电流流经第一绕组(26)；以及当过电压跨第一和第二端子(12，14)存在时，准许电流在第一与第二端子(12，14)之间并且经过第一绕组(26)而流动，并且由此引起第二绕组(28)中的电流脉冲，其中第二绕组(28)电耦合到电触发旁路开关(16)，使得第二绕组(28)中引起的电流脉冲充当切换控制信号，以闭合电触发旁路开关(16)，并且由此形成跨第一和第二端子(12，14)的短路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电气旁路设备
本专利技术涉及电气旁路设备。
技术介绍
电气设备可包括一个或多个冗余电气组件，使得一个电气组件的失效（failure）不会不利地影响电气设备的总体操作。但是，电气设备中的单独电气组件的串联布置意味着，电气组件的失效导致整个电气设备的失效，因为不存在电流流经电气设备的通路。在这类情况下，旁路开关通常被采用来提供通路，其准许电流旁路失效的电气组件，因而保持电气设备的操作和可用性。
技术实现思路
按照本专利技术的方面，提供有一种电气旁路设备，包括：用于跨电气组件的连接的第一和第二端子；电触发旁路开关，其可切换以形成跨第一和第二端子的短路；以及第一控制电路，连接在第一与第二端子之间，第一控制电路包括相互耦合的第一和第二绕组，第一绕组与第二绕组隔离，第一控制电路配置成：当正常操作电压跨第一和第二端子存在时，阻止在第一与第二端子之间流动的电流流经第一绕组；以及当过电压跨第一和第二端子存在时，准许电流在第一与第二端子之间并且经过第一绕组而流动，并且由此引起第二绕组中的电流脉冲，其中第二绕组电耦合到电触发旁路开关，使得第二绕组中引起的电流脉冲充当切换（switching）控制信号，以闭合电触发旁路开关，并且由此形成跨第一和第二端子的短路。如上所陈述的电气旁路设备的配置准许第一控制电路直接从跨第一和第二端子存在的过电压来汲取能量，以促进电触发旁路开关的闭合并且因此促进跨第一和第二端子的短路的形成。跨第一和第二端子的短路的形成则允许电流在第一与第二端子之间并且经过短路流动，因而旁路电气组件并且由此允许过电压衰减。第一控制电路中的第一和第二绕组的供应准许与电触发旁路开关关联的电路电参考（referenceto）与第一和第二端子电位不同的电位。这又准许第二绕组与至少另外控制电路(其配置成有选择地发送切换控制信号以闭合电触发旁路开关，并且由此形成跨第一和第二端子的短路)公共连接。另外控制电路可以是例如具有电压传感器(其配置成检测跨电气组件的过电压和/或其他故障)的控制卡。此外，将第一控制电路的第二绕组与至少一个另外控制电路公共连接的设施促进电气旁路设备的紧凑设计，因为它避免为电气旁路设备提供用于电触发该电触发旁路开关的多个部件（例如多个绕组）的需要。此外，所述另外控制电路或每个另外控制电路可与第一控制电路不同地配置，并且这样做会改进电旁路设备的触发的可靠性。这是因为第一和另外控制电路可不同地配置，使得第一和另外控制电路均不可能因相同故障而同时失效。相比之下，相同控制电路用来控制电触发旁路开关的闭合冒着两个控制电路的同时失效的风险，因为相同控制电路等同地处于相同故障的失效风险。因此，电气旁路设备中的第一控制电路的供应产生简单、可靠和成本有效的电气旁路设备，其能够形成短路以允许电流旁路经历过电压的电气组件。当电气旁路设备包括另外控制电路(其配置成有选择地发送切换控制信号以闭合电触发旁路开关并且由此形成跨第一和第二端子的短路)时，电气旁路设备还可包括第一无源电流检查元件（其布置成准许电流仅沿一个方向在第二绕组中流动）。第一无源电流检查元件按照这种方式的布置确保当第一和另外控制电路其中之一进行操作以闭合电触发旁路开关时，造成电触发旁路开关的闭合的这种操作没有产生可能不利地影响并且由此潜在地损坏第一和另外控制电路的另一个的任何电反馈（electricalbackfeed）。这允许第一和另外控制电路按照可靠方式相互独立地操作。在本专利技术的实施例中，第一控制电路可包括跨第一和第二端子连接的整流器，整流器配置成对跨第一和第二端子存在的电压进行整流，并且由此使电流在第一与第二端子之间并且经过第一绕组而流动。跨第一和第二端子的过电压可取决于最初在第一与第二端子之间并且经过电气组件流动的电流的方向在任一极性发生。第一控制电路中的整流器的供应意味着，当任一极性的过电压跨第一和第二端子存在时，过电压的整流使第二绕组中引起的电流的极性是相同的，而与过电压的极性无关。这由此消除对电触发旁路开关能够通过任一极性的切换控制信号来闭合的需要，因而简化电触发旁路开关的设计。在本专利技术的另外实施例中，第一控制电路还可包括第二无源电流检查元件，其操作地连接到整流器和第一绕组，使得第二无源电流检查元件在处于阻塞状态时阻塞电流从整流器流动到第一绕组，并且使得第二无源电流检查元件在处于导通状态时准许电流从整流器流动到第一绕组，其中第二无源电流检查元件配置成在跨第二无源电流检查元件的电压达到与过电压对应的跳闸电压阈值时从阻塞状态切换到导通状态。在第一控制电路中包含第二无源电流检查元件确保电流脉冲仅当由于跨第一和第二端子出现的过电压而达到跳闸电压阈值时才在第二绕组中产生。因而确保在跨第一和第二端子不存在过电压时没有形成跨第一和第二端子短路。这由此增强电气旁路设备的可靠性。在本专利技术的这类实施例中，第一控制电路还可包括与第二无源电流检查元件并联连接的第一能量储存装置，其中第一能量储存装置能够有选择地储存和释放能量。第一控制电路中的第一能量储存装置的供应防止第二绕组中的电流脉冲的寄生感应（spuriousinduction），其原本否则从在电气组件的正常操作期间跨第一和第二端子出现的任何短瞬时过电压和电压的变化率产生。在本专利技术的另外这类实施例中，第一控制电路还可包括第一电阻元件，其与第一能量储存装置并联连接。第一控制电路中的第一电阻元件的供应不仅使第一能量储存装置能够在不要求第一控制电路可操作时可靠地放电，而且还阻止第一能量储存装置通过瞬态过电压(其可使电流脉冲在第二绕组中引起并且由此导致电触发旁路开关的不想要的闭合)来充电。可选地，第一控制电路还可包括与第一绕组并联连接的第二能量储存装置，其中第二能量储存装置能够有选择地储存和释放能量。第一控制电路中的第二能量储存装置的供应确保没有由于第一控制电路中的电流的任何流动而在第二绕组中引起电流脉冲，其从在电气组件的正常操作期间跨第一和第二端子出现的任何短瞬时过电压和电压的变化率产生。第一控制电路还可包括与第一绕组并联连接的第二电阻元件和/或与第一绕组串联连接的第三电阻元件。与第一能量储存装置相似，第二和第三电阻元件的每个防止第二绕组中的电流脉冲的寄生感应，其原本否则从在电气组件的正常操作期间跨第一和第二端子出现的电压的变化率产生。第二和第三电阻元件可配置成定义分压器，以便在电流流经第一绕组时控制跨第一绕组的电压。第一控制电路中的分压器的供应准许第二和第三电阻元件的电阻的调整，以便降低当电流流经第一绕组时跨第一绕组施加的电压，因而不仅防止电气旁路设备的其他组件暴露于过电压，而且还准许第一绕组的尺寸和成本的减少。在采用第二无源电流检查元件的使用的本专利技术的实施例中，电气旁路设备还可包括电压源，其配置成有选择地供给电压以插入与第二无源电流检查元件串联的电压降，以便在跨第二无源电流检查元件的电压和插入的电压降之和达到与过电压对应的跳闸电压阈值时进一步配置第二无源电流检查元件配置以从阻塞状态切换到导通状态。电气旁路设备中的电压源的供应准许过电压电平的变化（在此过电压电平在第二绕组中引起电流脉冲），并且由此准许电气旁路设备配置成解决产生跨第一和第二端子的不同过电压电平的不同类型的故障。在这类实施例中，第一控制电路还可包括与第二无源电流检查元本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电气旁路设备，包括：用于跨电气组件的连接的第一和第二端子；电触发旁路开关，其可切换以形成跨所述第一和第二端子的短路；以及第一控制电路，连接在所述第一与第二端子之间，所述第一控制电路包括相互耦合的第一和第二绕组，所述第一绕组与所述第二绕组隔离，所述第一控制电路配置成：当正常操作电压跨所述第一和第二端子存在时，阻止所述第一与第二端子之间流动的电流流经所述第一绕组；以及当过电压跨所述第一和第二端子存在时，准许电流在所述第一与第二端子之间并且经过所述第一绕组而流动，并且由此引起所述第二绕组中的电流脉冲，其中所述第二绕组电耦合到所述电触发旁路开关，使得所述第二绕组中引起的所述电流脉冲充当切换控制信号，以闭合所述电触发旁路开关，并且由此形成跨所述第一和第二端子的所述短路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.14 EP 14275150.21.一种电气旁路设备，包括：用于跨电气组件的连接的第一和第二端子；电触发旁路开关，其可切换以形成跨所述第一和第二端子的短路；以及第一控制电路，连接在所述第一与第二端子之间，所述第一控制电路包括相互耦合的第一和第二绕组，所述第一绕组与所述第二绕组隔离，所述第一控制电路配置成：当正常操作电压跨所述第一和第二端子存在时，阻止所述第一与第二端子之间流动的电流流经所述第一绕组；以及当过电压跨所述第一和第二端子存在时，准许电流在所述第一与第二端子之间并且经过所述第一绕组而流动，并且由此引起所述第二绕组中的电流脉冲，其中所述第二绕组电耦合到所述电触发旁路开关，使得所述第二绕组中引起的所述电流脉冲充当切换控制信号，以闭合所述电触发旁路开关，并且由此形成跨所述第一和第二端子的所述短路。2.如以上权利要求中的任一项所述的电气旁路设备，还包括另外控制电路，所述另外控制电路配置成有选择地发送切换控制信号，以闭合所述电触发旁路开关，并且由此形成跨所述第一和第二端子的所述短路。3.如权利要求2所述的电气旁路设备，还包括第一无源电流检查元件，所述第一无源电流检查元件布置成准许电流仅沿一个方向在所述第二绕组中流动。4.如以上权利要求中的任一项所述的电气旁路设备，其中，所述第一控制电路包括跨所述第一和第二端子连接的整流器，所述整流器配置成对跨所述第一和第二端子存在的电压进行整流，并且由此使电流在所述第一与第二端子之间并且经过所述第一绕组而流动。5.如以上权利要求中的任一项所述的电气旁路设备，其中，所述第一控制电路还包括第二无源电流检查元件，所述第二无源电流检查元件操作地连接到所述整流器和第一绕组，使得所述第二无源电流检查元件在处于阻塞状态时阻塞电流从所述整流器流动到所述第一绕组，并且使得所述第二无源电流检查元件在处于导通状态时准许电流从所述整流器流动到所述第一绕组，其中所述第二无源电流检查元件配置成在跨所述第二无源电流检查元件的电压达到与所述过电压对应的跳闸电压阈值时从阻塞状态切换到导通状态。6.如权利要求5所述的电气旁路设备，其中，所述第一控制电路还包括与所述第二无源电流检查元件并联连接的第一能量储存装置，其中所述第一能量储存装置能够有选择地储存和释放能量。7.如权利要求6所述的电气旁路设备，其中，所述第一控制电路还包括与所述第一能量储存装置并联连接的第一电阻元件。8.如以上权利要求中的任一项所述的电气旁路设备，其中，所述第一控制电路还包括与所述第一绕组并联连接的第二能量储存装置，其中所述第二能量储存装置能够有选择地储存和释放能量。9.如以上权利要求中的任一项所述的电气旁路设备，其中，所述第一控制电路还包括与所述第一绕组并联连接的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：JL欧特拉姆，
申请(专利权)人：通用电器技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH