低压设备中的短路限制装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于交流低压设备中的短路的限制装置，所述限制装置包括一个或多个被构造为电缆或母线的供电线路（１０，１００），所述供电线路（１０，１００）具有带有馈电点的负载和／或电机驱动装置，在所述馈电点处设置有借助馈电断路器（２６，２６″）保护的馈电机组（６，６０）。所述供电线路（１０，１００）在短路故障情况中可在分离点（３０）处被分开，从而产生两个部分线路（１０′，１０″，１００′，１００″），在所述两个部分线路的每一个中存在至少一个馈电机组（６，６０）。本发明专利技术的核心在于：在所述分离点（３０）处引入多相的快速短路器（４０），所述快速短路器（４０）在朝着每个部分线路（１０，１００）的方向上各与一个电力断路器（３２′，３２″）串联，其中，连接在馈电机组（６，６０）前面的馈电断路器（２６，２６″）在其断开时间（选择性）方面比电力断路器（３２′，３２″）地位低。每个部分线路（１０′，１０″，１００′，１００″）被分配有一个电流检测装置（４２），在出现短路（８０）时，所述电流检测装置（４２）向快速短路器（４０）传输触发信号（４６），快速短路器（４０）此后在所述分离点（３０）处进行短接。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种交流低压设备中用于短路的限制装置，该限制装置具有一个或多 个被构造为电缆或母线的供电线路，所述供电线路具有带有馈电点的负载和/或电机驱动 装置，在这些馈电点处设置了借助馈电断路器保护的馈电机组。
技术介绍
低压设备的此类保护系统可以适用于独立设备，尤其是船载电网中或离岸平台系 统中的独立设备，或者适用于通过中压馈电的、用于工业大负载的能量供应。对能量馈给的保护以及对能量分配的保护均属于安全的能量供应。既对母线分配 系统也对电缆系统提出了这些要求。因此，如此调节电力断路器和对应的触发系统，使得在需要时仅仅触发对于故障 电流切断而言位于故障位置紧前面的电力断路器。所述选择性将在故障情况中必须被切断 的区域(有故障的电路)限制到最小。所有其他设备部分保持运行。在此，必须谨慎地使 串联的保护装置的触发时间彼此协调，并且开关设备以及分配系统(母线或电缆)必须能 够在开关设备的、增加了选择性所需的延迟时间的整个断路时间期间引导短路电流。在此 指的是保护装置的选择性分级配合(Staffelimg)。在认证企业、例如德国劳埃德船级社的分级规定和设计规定中定义了尤其是独立 电网设备中的保护要求和选择性要求。因此，例如对于船载电网规定如下在主电源对于维持轮船推进所必需的设备中， 主母线必须可被划分成至少两个区段，所述至少两个区段通常通过断路器或其他公知的可 行方案连接。只要可能，则发电机的连接端子和所耦合的负载的连接端子被均勻地分配到 这些母线区段上。图1示意性地示出例如船载电网中具有分离点的低压设备的情况。由发电机、负载和电机驱动装置组成的组与供电线路(例如母线)连接。为 了电地分离至少两个此类组以在故障情况中使它们彼此去耦合，提供具有耦合断路器 (Koppelschalter)的分离点。在(故障情况中)打开耦合断路器之后，供电线路的两个部 分区段在电方面彼此独立。船载电网中供电线路上的额定电流可以达到高于8000A的值，这例如是由于高的 能量需求在电压水平直至690VAC时的情况。高的能量密度使低压开关设备达到它们的性 能极限，尤其是短路断开能力在此成为关键的参量。特别是耦合断路器必须能够安全地切 断大于IOOkA的短路电流。常规的电力断路器不能胜任这样的要求，因此需要用于短路电 流限制的替换可行方案。已提到短路时极高的电流强度。这意味着，必须为此设计载流元件(电缆和/或 母线)。因此，这些元件必须具有相应大的导线横截面。因此，在大的导线横截面方面的投 资是昂贵的，尤其是在铜的市场价格日渐增长的情况下。出于这些考虑还提出在独立电网中从低压转变到中压。然而出于安全原因，对于中压而言这意味着必须通过至少一个电气技术人员来增强独立电网的工作人员。已经提出了用于低压设备的短路保护系统，其中，甚至设想了具有超导断路开关 的昂贵系统(DE 10349552 Al)。所述考虑同样适用于例如汽车生产线中的工业大负载的能量供应。那里，能量分 配具有环状(全环或部分环)的拓扑；馈电由中压水平通过变压器进入供电线路。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提供一种用于低压水平上能量供应的保护系统，所述保 护系统可以满足提高的能量需求。所述任务的解决方案位于独立权利要求的特征中，其中，在从属权利要求中描述 了其他的有利构型。本专利技术的核心在于，在分离点处引入一个多相(在三相交流电情况下三相的)快 速短路器，所述快速短路器对于供电线路上可预料出现的短路电流强度具有足够的载流能 力。所述快速短路器在朝着每个部分线路的方向上各与一个电力断路器串联，其中，这些电 力断路器在它们的断路时间方面优先于馈电断路器。每个部分线路分配有一个电流检测装 置，并且检测短路的电流检测装置在这些部分线路之一中出现短路时向快速短路器传输一 个触发信号，所述快速短路器此后在分离点处进行短接。随着检测和触发短路器短接，分离点处的两个电力断路器中的至少一个电力断路 器打开。在有故障的部分线路中，存在的保护开关装置、尤其是对应于馈电机组的馈电断路 器中的每一个“体验”短路电流并且断开馈电机组的电流路径。通过打开位于分离点处的 电力断路器，两个部分线路在电方面彼此独立。在没有故障的部分线路中能量供应得以维 持，因为部分区段在那里与短路隔离。通过借助短路器产生的并行短路减小了短路电流的有效值，因为短路电流被分到 两个存在的“故障位置”上。短路效果在其强度上被减弱并且关于分配系统中所涉及的区 域被限制。本专利技术的仍需提及的优点在于，馈电断路器与分离点处的电力断路器之间所设置 的优先级(选择性)导致馈电断路器的短路断开能力可被降低。换言之，可以使用具有较 小功率范围的馈电断路器。在从属权利要求中说明了其他的有利构型，可以单独地或者彼此组合地实现这些 有利构型。快速短路器可被插入在跨接分离点的耦合母线中。这意味着，分离点在机械上具 有比快速短路器的连接母线的距离更大的长度。因此，可以借助耦合母线来跨接部分线路 的端部。对于可预期的短路电流强度，快速短路器应具有足够的载流能力。否则，其他快 速短路器必须被用作具有较小载流能力的分立设备，这些分立设备被分别并行地连接和操 作。随后，两个或更多个短路器作为具有较小载流能力的分立设备可安全和快速地实施短 路过程。具有所要求的特性的快速短路器是已知的。在此应提及通过晶闸管转换短路器 的短路开关(DE 4438593 Al)或真空开关管类型的开关(DE4404074 Al)。一些类型的快速短路器是多次短路器，而其他的仅仅可被操纵一次(一次性短路器)。优选地，建议烟火技术地运行的快速短路器类型的快速短路器(EP1052 665 Bl或 者TO 2000 62320 Al)。所述快速短路器可以在短于3ms的操纵时间内导致短路。烟火技 术的驱动装置通过连接母线组驱动金属销钉，使得相位在操纵时间内彼此电地和机械地接 触，并且产生短路。烟火技术运行的快速短路器是在开关过程之后必须被更换的一次性短 路器。在低压设备中，可以由在电子技术方面未经培训的人员进行已被操纵的一次性短路 器的拆除以及新的快速短路器的安装。电流检测装置的检测阈值应是可调节的，其中，检测阈值可被调节到额定电流的2 倍或4倍。建议使用电流互感器作为电流检测装置。低压设备的供电线路可被构造为电缆和/或母线。馈电机组可以是发电机和/或变压器。低压供电系统可以是独立系统，尤其是船载电网或离岸平台系统。供电系统的供电线路可以具有线性的或者环状的拓扑。在短路情况中在分离点处被转换的电力断路器应可被电子地控制和闭锁，使得只 要已被操纵的并且可能不可被再次操纵的快速短路器仍然被安装着，则电力断路器的重新 接通是不可能的。因此，提供了防止存在短路时再次(无意的)重新接通的保护。低压设备——在所述低压设备中使用根据本专利技术的装置——的电压水平可以例 如为400或690V。附图说明在附图中进一步描述本专利技术，这些附图详细示出图1 在分离点处具有耦合断路器的低压开关设备的图示(现有技术)，图2 具有用于限制和切断短路电流的装置的开关设备，以及图3 用于工业大负载的能量供应的示意图。具体实施例方式图1示意性地示出在分离点处具有耦合断路器的低压开关设备，例如船载电网中 的低压设备。示出了被构造为母线的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于限制一交流低压设备中的一短路电流的装置，所述装置包括一个或多个带有馈电点的供电线路（１０，１００），在所述馈电点处设置有借助馈电断路器（２６，２６″）保护的馈电机组（６，６０），其中，所述供电线路（１０，１００）在短路故障情况中可在一分离点（３０）处被分开，从而产生两个部分线路（１０′，１０″，１００′，１００″），在所述两个部分线路（１０′，１０″，１００′，１００″）的每一个中存在至少一个馈电机组（６，６０），其特征在于，在所述分离点（３０）处引入一多相的快速短路器（４０），所述快速短路器（４０）具有对于在所述供电线路（１０，１００）上预期出现的短路电流强度而言足够的载流能力，所述快速短路器（４０）在朝着每个部分线路（１０′，１０″，１００′，１００″）的方向上各与一个电力断路器（３２′，３２″）串联，其中，所述电力断路器（３２′，３２″）具有短于所述馈电断路器（２６，２６″）的断路时间的断路时间，每个部分线路（１０′，１０″，１００′，１００″）被分配有一个电流检测装置（４２），以及在所述部分线路（１０′，１０″，１００′，１００″）之一中出现一短路（８０）时，检测所述短路（８０）的所述电流检测装置（４２）向这个或这些快速短路器（４０）传输一触发信号（４６），这个或这些快速短路器（４０）此后在所述分离点（３０）处进行短接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-11-16 102007055071.7用于限制一交流低压设备中的一短路电流的装置，所述装置包括一个或多个带有馈电点的供电线路(10，100)，在所述馈电点处设置有借助馈电断路器(26，26″)保护的馈电机组(6，60)，其中，所述供电线路(10，100)在短路故障情况中可在一分离点(30)处被分开，从而产生两个部分线路(10′，10″，100′，100″)，在所述两个部分线路(10′，10″，100′，100″)的每一个中存在至少一个馈电机组(6，60)，其特征在于，在所述分离点(30)处引入一多相的快速短路器(40)，所述快速短路器(40)具有对于在所述供电线路(10，100)上预期出现的短路电流强度而言足够的载流能力，所述快速短路器(40)在朝着每个部分线路(10′，10″，100′，100″)的方向上各与一个电力断路器(32′，32″)串联，其中，所述电力断路器(32′，32″)具有短于所述馈电断路器(26，26″)的断路时间的断路时间，每个部分线路(10′，10″，100′，100″)被分配有一个电流检测装置(42)，以及在所述部分线路(10′，10″，100′，100″)之一中出现一短路(80)时，检测所述短路(80)的所述电流检测装置(42)向这个或这些快速短路器(40)传输一触发信号(46)，这个或这些快速短路器(40)此后在所述分离点(30)处进行短接。2.根据权利要求1所述的限制装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：A舒马赫，P泰尔霍文，
申请(专利权)人：伊顿工业有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[]