感部件8。在正常運行時，由于恒定負載電流在功率開關(guān)單元9上的高電壓降，電流僅在運行電流路徑5上流動，因此流過兩個開關(guān)7和23以及在那里布置的電感部件8。在短路的情況下電流上升時，兩個電感部件8將阻止電流上升。然而，由于布置在旁路電流支路24中的二極管25和26，這僅可以在其開關(guān)應(yīng)當(dāng)斷開的支路中進行。如果電流從接線端子2流向接線端子3，則這是機械開關(guān)23。電流于是換向到斷開支路6中，并且經(jīng)由二極管26流向接線端子3。
[0051]圖9示出了按照本發(fā)明的設(shè)備I的另一個實施例。該實施例與在圖7中示出的變形例的不同之處在于，除了運行電流路徑5中的兩個電感部件8之外，還在斷開電流支路6中布置了另一個電感部件29，其中，所有三個電感部件8和29經(jīng)由由鐵磁材料制成的芯21彼此感性地耦合。在正常運行時，恒定負載電流經(jīng)由具有開關(guān)7和23的運行電流支路5流動。在由于短路而電流上升時，電感部件8和29起作用，其中，由于二極管25和26的取向，電流換向到斷開支路6中。由于關(guān)于運行電流路徑中的電感部件8具有相反的繞線方向和相同的匝數(shù)的斷開支路6中的電感部件29，由于通過芯21感性地耦合，針對換向到斷開支路6中的電流產(chǎn)生為零的有效電感。這進一步有利于電流換向到斷開支路6中。
[0052]在圖中未示出的另一個變形例中，在斷開支路6中沒有第三電感部件29，其中，運行電流路徑5中的電感部件8彼此耦合。在該變形例中，阻止要斷開的開關(guān)23中的電流上升。然而，恒定負載電流還經(jīng)由開關(guān)23流動。因此，在這種構(gòu)造中，斷開單元9的功率電子器件必須確保經(jīng)由開關(guān)23保持流動的電流的有源換向。例如，這可以通過感生與運行電流路徑中的恒定負載電流方向相反的經(jīng)由分支點27、28和22流動的電流來進行。
【主權(quán)項】
1.一種用于在直流電網(wǎng)的一個極(4)中切換直流電流的設(shè)備(1)，具有: -兩個接線端子(2，3)，用于與所述極(4)串聯(lián)連接， -在所述接線端子(2，3)之間延伸的運行電流支路(5)，其中布置有至少一個機械開關(guān)(7，23)， -斷開支路(6)，其中布置有具有可接通和斷開的功率半導(dǎo)體開關(guān)(14)的、被構(gòu)造用于斷開大的故障電流的功率開關(guān)單元(9);以及 -換向部件(8，9，18，19，20，29，30，31)，用于將電流從運行電流路徑(5)換向到斷開支路⑶， 其特征在于， 所述換向部件(8，9，18，19，20，29，30，31)具有至少一個電感部件(8，18，19，29，30，31)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 所述換向部件具有彼此感性地耦合的至少兩個電感部件(18，19，30，31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 所述換向部件具有可控的功率半導(dǎo)體開關(guān)(14，32，34)，其至少部分地被構(gòu)造用于產(chǎn)生反向電壓，該反向電壓抑制要斷開的機械開關(guān)(7，23)中的故障電流。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 所述可控的功率半導(dǎo)體開關(guān)包括至少一個布置在運行電流路徑中的晶閘管(32，34)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的設(shè)備(1)， 其特征在于， 在運行電流路徑(5)中布置有兩個機械開關(guān)(7，23)，其中，旁路電流支路(24)在與接線端子(2，3)之間的運行電流路徑(5)的并聯(lián)電路中延伸，在旁路電流支路(24)中同樣布置有兩個機械開關(guān)和/或兩個功率半導(dǎo)體(25，26)，其中，斷開支路(6)將運行電流路徑(5)的布置在機械開關(guān)(7，23)之間的中間支路電勢點(27)與旁路電流支路(24)的布置在機械開關(guān)或者功率半導(dǎo)體(25，26)之間的中間支路電勢點(28)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 電感部件(8)布置在運行電流路徑(5)的中間支路電勢點(27)和一個開關(guān)(7，23)之間，和/或布置在旁路電流支路(24)的中間支路電勢點(28)和一個開關(guān)或功率半導(dǎo)體(25，26)之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 至少一個電感部件(29)布置在斷開支路(6)中，并且與運行電流路徑(5)和/或旁路電流支路(24)的至少一個電感部件(8)感性地耦合。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 運行電流路徑(5)能夠被斷開支路(6)橋接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 至少一個電感部件(18)布置在運行電流路徑的被斷開支路橋接的區(qū)段中。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 電感部件(18)布置在接線端子(2，3)與在運行電流路徑(5)和斷開支路(6)之間的分支點(20，22)之間，并且與布置在運行電流路徑(5)中或斷開支路(6)中的另一個電感部件(19)感性地耦合。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 在每一個接線端子(2，3)與在運行電流路徑(5)和斷開支路(6)之間的每一個分支點(20,22)之間布置有電感部件(18)，其與布置在運行電流路徑(5)中或斷開支路(6)中的另一個電感部件(19)感性地耦合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 彼此感性地耦合的電感部件(18，19，30，31)具有繞線方向彼此相反的繞組。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 兩個電感部件(18，19，30，31)的繞組的數(shù)量相同。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 兩個彼此感性地耦合的電感部件(18，19，30，31)的繞組的數(shù)量不同。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的設(shè)備(1)， 其特征在于， 所述功率開關(guān)單元(9)包括具有至少一個可接通和斷開的功率半導(dǎo)體開關(guān)(14)的兩極子模塊(10)的串聯(lián)電路和用于減少在開關(guān)時釋放的能量的部件。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 每個子模塊(10)具有能量存儲器(11)和與能量存儲器(11)并聯(lián)連接的功率半導(dǎo)體電路(12，13)，從而在每一個子模塊(10)的兩個接線端子(16，17)上能夠產(chǎn)生降落在能量存儲器(11)上的電壓或者零電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備(I)， 其特征在于， 所述換向部件僅具有電感部件(8，18，19，20，29，30，31)。
【專利摘要】為了提供一種用于在直流電網(wǎng)的一個極(4)中切換直流電流的設(shè)備(1)，具有：兩個接線端子(2，3)，用于與所述極(4)串聯(lián)連接；在所述接線端子(2，3)之間延伸的運行電流支路(5)，其中布置有至少一個機械開關(guān)(7)；斷開支路(6)，其中布置有具有可接通和斷開的功率半導(dǎo)體開關(guān)(14)的、被構(gòu)造用于斷開大的短路電流的功率開關(guān)單元(9)；以及換向部件(8，18，19，20，29)，用于將電流從運行電流路徑(5)換向到斷開支路(6)，其成本低，產(chǎn)生小的損耗，同時能夠快速地切換大的短路電流，建議所述換向部件(8，18，19，20，29)具有至少一個電感部件(8，18，19，29)。
【IPC分類】H01H9-54, H01H33-59
【公開號】CN104838462
【申請?zhí)枴緾N201280077562
【發(fā)明人】D.埃爾金, H-J.克納克, R.曾格
【申請人】西門子公司
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2012年12月19日
【公告號】EP2907152A1, WO2014094847A1