用于主动过电压保护的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及用于主动过电压保护的装置，具体公开了一种电路保护装置。所述电路保护装置包括主动能量吸收器，所述主动能量吸收器联接在配电系统中的两条电力线之间并且配置成响应于过电压情况来选择性地传导故障电流。所述主动能量吸收器包括：过电压保护模块，所述过电压保护模块包括彼此反并联连接的两个晶闸管；以及变阻器，所述变阻器与所述过电压保护模块连接为串联电路。包括所述变阻器和所述过电压保护模块的所述串联电路连接在所述电力线之间。

A device for active overvoltage protection

The invention relates to a device for active overvoltage protection, specifically discloses a circuit protection device. The circuit protection device includes an active energy absorber, which is connected between two electric lines in the distribution system and is configured to selectively conduct the fault current in response to the overvoltage situation. The active energy absorber includes: overvoltage protection module, the overvoltage protection module including two thyristors which are connected to each other in inverse parallel connection; and the rheostat, the rheostat is connected with the overvoltage protection module as a series circuit. The series circuit including the rheostat and the overvoltage protection module is connected between the power lines.

【技术实现步骤摘要】
用于主动过电压保护的装置
本专利技术涉及电路保护装置，并且更具体地涉及过电压保护装置和方法。
技术介绍
经常将超额的电压或者电流施加跨过将电力输送至住宅以及商业和工业设施的服务线路。例如，此类超额的电压或者电流尖峰（瞬态过电压和浪涌电流）可能由雷击导致。如下设施会特别受到上述事件的影响：电信调度中心、医院和其它由过电压和/或电流浪涌以及导致的停机时间造成的设备损坏会是非常高代价的设施。通常，可使用浪涌保护装置（SPD）来保护敏感电子设备以防瞬态过电压和浪涌电流。例如，简单地参照图1，图1是包括常规过电压和浪涌保护的系统。过电压保护装置10可安装在待被保护的设备50的电力输入处，待被保护设备50通常在其发生故障时受到保护以防过电流。SPD的典型故障模式是短路。通常采用的过电流保护是用以保护装置免受由于增加的漏电流而产生的过热的内部热切断器和用以保护装置免受更高的故障电流的外部熔断器的组合。不同的SPD技术可避免使用内部热切断器，因为在发生故障时，SPD技术将它们的工作模式变成低欧姆电阻。以这种方式，装置可以承受相当大的短路电流。在这方面，在操作上可不需要内部热切断器。除此以外，展现出甚至更高的短路电流承受能力的一些实施例还可仅仅由装置的主断路器来保护，而不需要专用分路熔断器。现在简单地参照图2，图2是包括常见浪涌保护的系统的框图。如所图示的，三相线可连接至一个或者多个变压器66并且为一个或者多个变压器66供应电能，该一个或者多个变压器66可进而向主断路器68供应三相电功率。可以向一个或者多个配电板62提供三相电功率。如所图示的，三相电功率的三条电压线可以被指定为L1、L2和L3，并且中性线可以被指定为N。在一些实施例中，中性线N可传导性地联接至接地。一些实施例包括浪涌保护装置（SPD）104。如所图示的，每个SPD104都可连接在L1、L2和L3中的相应的一个与中性线（N）之间。SPD104可保护装置中的其它设备，诸如，配电板等。另外，SPD可用于在过电压持续很久的情况下保护所有设备。然而，这种情况会迫使SPD传导有限的电流达持续很久的一段时间，这会导致SPD过热并且有可能发生故障（这取决于SPD可以吸收的能量承受能力和过电压情况的水平和持续时间）。在本示例中，SPD104的典型工作电压可以是约400V（针对690VL-L系统）。在这方面，SPD104将各自表现为绝缘体，并因此在正常工作情况期间不传导电流。在一些实施例中，SPD104的工作电压足够高于正常的线与中性线间（line-to-neutral）电压，从而确保：即使在系统电压由于可能会因为失去中性线或者其它电力系统问题而出现的过电压情况而增加的情况下，SPD104也将继续表现为绝缘体。如果在例如L1中出现浪涌电流，则对电力系统负载装置的保护会需要为浪涌电流的超额电流提供至地面的电流路径。浪涌电流可以在L1与N之间产生瞬态过电压。由于瞬态过电压显著超过SPD104的该工作电压，所以SPD104将变成传导性的，从而允许超额电流通过SPD104从L1流动到中性线N。一旦已经将浪涌电流传导至N，则过电压情况便会结束并且SPD104可再次变成非传导性的。然而，在一些情况下，一个或者多个SPD104即使在比SPD104的工作电压低的电压时也可能开始允许传导漏电流。这种情况可能会发生在SPD退化的情况下。如上面所提供的，用于保护设备免受超额电压或者电流尖峰（瞬态过电压和浪涌电流）的装置可包括诸如能量吸收器的产品，能量吸收器可以基于变阻器，包括例如金属氧化物变阻器（MOV）和/或碳化硅变阻器，并且能量吸收器可能不具有安全的使用寿命末尾工作模式。另外，这种装置在接近装置的工作电压的电压水平时可能无法提供保护。进一步地，浪涌保护装置设计在接近标称系统电压的电压水平时可能无法提供保护，并且可能无法被设计为吸收与能量吸收器一样多的能量。变阻器和晶闸管的组合可能不具有安全故障模式，并且在没有外部SPD时会无法进行保护以防浪涌电流和瞬态过电压。因此，期望的是如下的浪涌保护产品，所述产品提供低电压保护水平并且提供实施在故障安全（fail-safe）设计中的以防暂态过电压（TOV）的保护。
技术实现思路
本专利技术的一些实施例涉及一种电路保护装置，所述电路保护装置包括：主动（active）能量吸收器，所述主动能量吸收器联接在配电系统中的中性线和/或多条相线中的两条之间，并且配置成响应于过电压情况来选择性地传导故障电流。在一些实施例中，所述主动能量吸收器包括：过电压保护模块，所述过电压保护模块包括彼此反并联连接的两个晶闸管；以及金属氧化物变阻器（MOV），所述MOV与过电压保护模块连接为串联电路。一些实施例提供：包括所述MOV和所述过电压保护模块的串联电路连接在所述中性线和/或所述相线中的任何两条之间。一些实施例提供：所述主动能量吸收器还包括电感器，所述电感器与包括所述MOV和所述过电压保护模块的串联电路串联连接。在一些实施例中，所述MOV包括彼此并联连接的多个MOV。一些实施例包括浪涌保护装置，所述浪涌保护装置连接在任何两条相线和/或中性线之间，并且配置成通过传导与过电压情况对应的有限量的电流来在过电压情况期间保护与其连接的设备。一些实施例包括触发电路，所述触发电路连接至任何两条相线和/或中性线以及所述过电压保护模块，并且配置成响应于检测到跨过所述任何两条相线和/或中性线的暂态过电压情况而向所述过电压保护模块提供控制信号。在一些实施例中，触发电路包括：比较电路，所述比较电路配置成接收电压水平信号和电压参考信号，并且响应于所述电压水平信号超过所述电压参考信号而输出过电压触发信号；以及门级触发电路，所述门级触发电路配置成响应于由所述过电压保护模块接收的所述过电压触发信号而生成门级触发信号，并且导致所述过电压保护模块传导与所述暂态过电压情况对应的电流。一些实施例提供：所述触发电路还包括光学隔离电路，所述光学隔离电路连接在所述比较电路与所述门级触发电路之间，并且配置成在所述比较电路与所述门级触发电路之间提供电隔离。一些实施例包括浪涌保护装置，所述浪涌保护装置连接在所述任何两条相线和/或中性线之间。在一些实施例中，所述主动能量吸收器还包括缓冲电路，所述缓冲电路与所述过电压保护模块并联连接。所述缓冲电路可包括彼此串联连接的电阻器和电容器。在一些实施例中，所述主动能量吸收器包括：浪涌保护装置，所述浪涌保护装置连接在所述任何两条相线和/或中性线之间；过电压保护模块，所述过电压保护模块包括彼此反并联连接的两个晶闸管；变阻器，所述变阻器与所述过电压保护模块连接为串联电路，所述串联电路连接在所述中性线和/或所述相线中的任何两条之间；电感器，所述电感器连接在所述变阻器与所述浪涌保护装置之间；以及触发电路，所述触发电路连接至所述任何两条相线和/或中性线之间以及连接至所述两个晶闸管，并且配置成响应于检测到跨过所述中性线和所述多条相线中的所述任何两条的过电压情况而向所述两个晶闸管提供控制信号。本专利技术的一些实施例涉及提供电力电路保护的方法。所述方法可包括：使用触发电路来感测电力线上的过电压情况；以及将过电压保护装置切换成传导模式，所述传导模式配置成将所述电压钳位至与所述电力电路的工作电压对应的电压限值。一些本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路保护装置，包括：主动能量吸收器，所述主动能量吸收器联接在配电系统中的中性线和/或多条相线中的两条之间，并且配置成响应于过电压情况来选择性地传导故障电流。

【技术特征摘要】
2016.12.23 US 15/3898701.一种电路保护装置，包括：主动能量吸收器，所述主动能量吸收器联接在配电系统中的中性线和/或多条相线中的两条之间，并且配置成响应于过电压情况来选择性地传导故障电流。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主动能量吸收器包括：过电压保护模块，所述过电压保护模块包括彼此反并联连接的两个晶闸管；以及变阻器，所述变阻器与所述过电压保护模块连接为串联电路，其中，包括所述变阻器和所述过电压保护模块的串联电路连接在所述中性线和所述多条相线中的任何两条之间。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述主动能量吸收器还包括电感器，所述电感器与包括所述变阻器和所述过电压保护模块的所述串联电路串联连接。4.根据权利要求2所述的装置，其中，所述变阻器包括彼此并联连接的多个变阻器。5.根据权利要求2所述的装置，还包括浪涌保护装置，所述浪涌保护装置连接在所述中性线和所述多条相线中的所述任何两条之间，并且配置成通过传导与过电压情况对应的有限量的电流来在所述过电压情况期间保护与其连接的设备。6.根据权利要求2所述的装置，还包括触发电路，所述触发电路连接至所述中性线和所述多条相线中的所述任何两条以及所述过电压保护模块，并且配置成响应于检测到跨过所述中性线和所述多条相线中的所述任何两条的暂态过电压情况而向所述过电压保护模块提供控制信号。7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述触发电路包括：比较电路，所述比较电路配置成接收电压水平信号和电压参考信号，并且响应于所述电压水平信号超过所述电压参考信号而输出过电压触发信号；以及门级触发电路，所述门级触发电路配置成响应于由所述过电压保护模块接收的所述过电压触发信号而生成门级触发信号，并且导致所述过电压保护模块传导与所述暂态过电压情况对应的电流。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述触发电路还包括光学隔离电路，所述光学隔离电路连接在所述比较电路与所述门级触发电路之间，并且配置成在所述比较电路与所述门级触发电路之间提供电隔离。9.根据权利要求2所述的装置，还包括浪涌保护装置，所述浪涌保护装置连接在所述中性线和所述多条相线中的所述任何两条之间。10.根据权利要求2所述的装置，其中，所述主动能量吸收器还包括缓冲电路，所述缓冲电路与所述过电压保护模块并联连接，其中，所述缓冲电路包括彼此串联连接的电阻器和电容器。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述主动能量吸收器包括：浪涌保护装置，所述浪涌保护装置连接在所述中性线和所述多条相线中的所述任何两条相线之间；过电压保护模块，所述过电压保护模块包括彼此反并联连接的两个晶闸管；变阻器，所述变阻器与所述过电压保护模块连接为串联电路，其中，包括所述变阻器和所述过电压保护模块的串联电路连接在所述中性线和所述多条相线中的任何两条之间；电感器，所述电感器连接在所述变阻器与所述浪涌保护装置之间；以及触发电路，所述触发电路连接至所述中性线和所述多条相线中的所述任何两条并且连接至所述两个晶闸管，并且配置成响应于检测到跨过所述中性线和所述多条相线中的所述任何两条的暂态过电压情况而向所述两个晶闸管提供控制信号。12.一种提供电力电路保护的方法，所述方法包括：使用触发电路来感测电力线上的过电压情况；以及将过电压保护装置切换成传导模式，所述传导模式配置成将所述电压钳位至与所述电力电路的工作电压对应的电压限值。13.根据权利要求12所述的方法，还包括：在将所述过电压保护装置切换成所述传导模式之后，感测到所述电力线上的所述过电压情况不存在；以及将所述过电压保护装置切换成非传导模式。14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述电力电路是交流（AC）电力电路，其中，感测所述过电压情况可与电压波形的第一部分对应，其中，在将所述过电压保护切换成非传导模式之后，所述方法包括：使用所述触发电路来感测与所述电压波形的第二部分对应的另一过电压情况；以及将所述过电压保护装置切换成传导模式，所述传导模式配置成将所述电压钳位至第二部分电压波形电压限值。15.根据权利要求14所述的方法，其中，在所述电压波形的所述第一部分期间将所述过电压保护装置进行切换包括：将第一晶闸管进行切换，以及其中，在所述电压波形的第二部分期间将所述过电压保护装置进行切换包括：将第二晶闸管进行切换，所述第二晶闸管与所述第一晶闸管反并联连接。16.一种电路保护装置，包括：第一晶闸管，所述第一晶闸管包括连接至第一电力线的第一阳极、第一阴极、以及第一门级；第一变阻器，所述第一变阻器连接至所述第一阳极；第二晶闸管，所述第二晶闸管包括：连接至第二电力线的第二阳极、连接至所述第一阴极的第二阴极、以及第二门级；以及第二变阻器，所述第二变阻器连...

【专利技术属性】
技术研发人员：G科斯塔基斯，ZG波利蒂斯，F埃克塞帕帕斯，A乔罗佐娄，C普雷韦兹亚诺斯，
申请(专利权)人：RIPD研究与知识产权发展有限公司，
类型：发明
国别省市：塞浦路斯,CY