本發(fā)明涉及斷路器且尤其涉及直流電斷路器。
背景技術：
直流電電力傳遞系統(tǒng)廣泛用于(例如)將電力傳遞至運輸系統(tǒng)的導軌。實例包含軌道及輕軌基礎設施，其中向有電(例如，正電壓)導軌(例如，有電第三軌道或有電架空電纜)供應dc電流。此類電力傳遞系統(tǒng)需要自動的斷路器保護以在發(fā)生過流狀態(tài)時快速且自動地將有電導軌從電力供應器斷開連接。此類過流可由許多類型的事件引起，例如，電纜支架結構的損壞，電纜或軌的移位，有電導軌與地面的意外短接，或使用電力傳遞系統(tǒng)的負載裝置中的超載情形。
電力傳遞系統(tǒng)還需要當人員必須在基礎設施上工作時用于將導軌安置于安全的(例如，接地的)維護情形下的機構。即使有電導軌不在服務狀態(tài)時，導軌與電源的無意連接，或導軌在網絡中的某處的雷擊不對基礎設施的其它部分或在基礎設施上工作的人員造成損害或傷害，情形也是如此。
在現有基礎設施中，提供導軌的安全維護情形的一個方法是在導軌與負電壓返回軌或接地軌之間手動地附接短路棒或短路夾。
技術實現要素：
本發(fā)明的目標是提供用于實現(i)自動斷路器保護及(ii)導軌對‘維護’或‘不在服務中’情形的接地兩者的功能性的替代和/或改進型設備。
根據一個方面，本發(fā)明提供以供用于電力傳遞系統(tǒng)的斷路器/斷連器設備，其包括：
單向dc斷路器，其具有第一終端及第二終端，并且經配置以在前向方向上的過流情形期間自動打開且獨立于反方向上的電流電平而保持閉合；
與斷路器串聯(lián)的斷連器開關，所述斷連器開關具有用于連接至電力供應器的第一極性連接器，用于連接至電力供應器的第二極性連接器的第二終端及連接到斷路器的第一終端的普通終端；
所述斷連器開關至少具有其中第一終端連接到普通終端的第一位置，及其中第二終端連接到普通終端的第二位置。
斷路器可包含經配置以迫使斷路器進入打開情形的手動可操作跳閘開關。當斷路器處于閉合情形時，斷連器開關可互鎖以防止在第一位置與第二位置之間切換。斷路器的第二終端可耦合到電力傳遞系統(tǒng)的第一導軌。斷連器開關的第一終端可連接到電力供應器的第一極性連接器且斷連器開關的第二終端可連接到電力供應器的第二極性連接器。電力供應器的第二極性連接器可耦合到傳輸系統(tǒng)的軌道且電力供應器的第一極性連接器可耦合到傳輸系統(tǒng)的架空電纜或第三軌。前向方向可對應于從斷路器的第一終端到第二終端的電流且反方向可對應于從斷路器的第二終端到第一終端的電流。斷連器開關可包含其中第一終端和第二終端兩者皆與普通終端電隔離的第三位置。斷連器開關可經配置由手動操作而操作。斷連器開關可包含指示其在第一位置或第二位置中的狀態(tài)的視覺位置指示符。
根據另一方面，本發(fā)明提供配置電力傳遞系統(tǒng)的方法，所述方法包括：
提供具有第一極性終端及第二極性終端的dc電力供應器；
將斷連器開關耦合到dc電力供應器，使得斷連器開關具有連接到dc電力供應器的第一極性終端的第一終端及連接到電力供應器的第二極性終端的第二終端，所述斷連器開關至少具有其中第一終端連接到普通終端的第一位置及其中第二終端連接到普通終端的第二位置；
將斷連器開關的普通終端連接到單向dc斷路器的第一終端，所述單向dc斷路器具有第一終端及第二終端并且經配置以在前向方向上的過流情形期間自動打開，且獨立于反方向上的電流電平而保持閉合；
將斷路器的第二終端連接到第一電力線；及
將斷連器開關的第二終端及dc電力供應器的第二極性終端連接到第二電力線。
所述方法可包含通過將斷連器開關切換到第一位置且接著將斷路器設置為閉合配置而將第一和第二電力線置于服務中情形。所述方法可包含通過將斷路器設置為打開配置，隨后切換斷連器開關到第二位置，隨后將斷路器設置為閉合配置而將第一和第二電力線置于安全維護情形。
附圖說明
現在將藉助于實例且參看附圖描述本發(fā)明的實施例，其中：
圖1a至1d為顯示軌道基礎設施的電力傳遞系統(tǒng)在說明軌道的導軌從服務(供電)情形切換到安全維護情形的四個狀態(tài)中的示意圖。
具體實施方式
圖1顯示用于將電力傳遞到軌道基礎設施的導軌的高壓電力傳遞系統(tǒng)的示意性表示。dc電力供應器1具有正極輸出終端2及負極輸出終端3。dc電力供應器1可為接收ac輸入的整流器。正極輸出終端2經由斷路器5連接到母線排4。母線排4連接到斷連器開關10，所述斷連器開關連接到單向斷路器20。電力供應器1的負極輸出終端3連接到軌道基礎設施的負極返回導軌6。斷路器20連接到軌道基礎設施的正極導軌7。
在一個配置中，正極導軌7可為適用于受電弓收集電流的架空電纜或懸鏈線。在另一配置中，正極導軌可為有電第三軌，例如，放置于鐵軌的軌道旁邊或之間的硬導體。負極返回導軌6可為鐵軌或輕軌。
斷連器開關10具有電連接到母線排4且借此電連接到電力供應器1的正極輸出終端2的第一終端11。斷連器開關10具有電連接到電力供應器1的負極輸出終端3且電連接到負極返回導軌6的第二終端12。斷連器開關10具有可描述為連接到單向斷路器20的第一終端21的普通終端13的第三終端。斷連器開關10具有其中其第一終端11電連接到普通終端13的第一位置，及其中其第二終端12連接到普通終端13的第二位置，例如，單桿，兩個位置配置。
斷路器20具有第一終端21及第二終端22且在以下意義上為單向的：其經配置以在檢測到第一(正向)方向(在此情況下電流從第一終端21流向第二終端22)中的過流情形后自動打開斷路器的觸點，而其在發(fā)生反方向(即，電流從第二終端22流向第一終端21)上的電流或過流事件時不自動打開斷路器的觸點。
母線排4可饋入圖式中未圖示的其它斷連器及斷路器設備，例如，經配置以饋入軌道基礎設施的導軌6、7的其它片段的那些斷連器及斷路器設備。
在使用中，電力遞送系統(tǒng)將處于如圖1a中所示的正常服務情形，其中通過斷路器5閉合(如所標記)，斷連器開關10處于如所示的第一位置(終端11及13已連接)且斷路器20閉合(如所標記)，將電力從電力供應器1傳遞到軌6及7。
為了將電力傳遞系統(tǒng)帶入安全的維護情形，不僅需要母線排4與正極導軌7之間的連接斷開，正極軌6與負極軌7還必須短接在一起。
在第一步驟中，如圖1b中所示，斷路器20設置成打開情形，例如，使用手動越控件或電子致動有意地使斷路器跳閘，或通過使得斷路器自動打開的實際過流故障情形?？梢姅噙B器開關10現為卸負且可安全地切換至如圖1c中指示的第二位置(終端12及13已連接)
在圖1c中，斷連器開關10現處于將第二終端12連接到普通終端13的第二位置中，且因此電力供應器1的負極導軌6及負極終端3耦合到斷路器第一終端21。此時，斷路器20經重設或以其他方式接近斷路器觸點并且將正極導軌7與負極導軌6有效地短接在一起，使得導軌7處于安全的維護情形等，如圖1d中所示。
斷路器20的雙向性現借此確保在圖1d的配置中，軌7與電力供應器的無意的或意外的連接或其暴露于放電(例如，雷擊)下將不把斷路器跳閘到將使得導軌7可能有電且不安全的打開情形。實際上，斷路器將保持閉合且將允許電流通過負極返回軌6流向地面。
為了將電力傳遞系統(tǒng)重新連接為服務中情形，上文所論述的步驟將逆轉。
本文中所描述的電力傳遞系統(tǒng)的配置提供一優(yōu)點，因為用于電路斷開功能及接地兩者的設備可集成到包括卸負斷連器及斷路器的普通設備中，且斷路器可用于將斷連器置于卸負情形中以用于連接及斷開連接兩者。
另一可能的優(yōu)點為通過添加簡單轉換卸負斷連器10到電路中，已經存在的全額定斷路器20可用于實現故障制定，(必要時負載中斷)及接地裝置的短時電流負荷需求，同時又提供正向保護及切換功能。由于斷路器20的國際性標準常常需要的操作規(guī)程的擴展范圍，斷路器20通常是比常規(guī)接地開關堅固得多的裝置。
另一可能優(yōu)點為斷連器10僅需要能夠承受電流的通過(短期最大耐沖擊電流或stc等級)且比可比較故障制定額定stc(及負載中斷)的開關裝置更緊密且可安裝于斷路器小室的背部中而不需要獨立的面板或外部走線。因此，可節(jié)省制造商及用戶成本。
斷連器可為通常比可比較開關裝置更簡單且更可靠的裝置，且可額定經擴展數目個機械操作而無需維護。因為其僅可作為卸負裝置操作，斷連器10不必經歷跨越任何觸點的電弧作用且因此不易于佩戴且需要最小的維護。
可對圖1中示出的配置進行各種修改。在所展示的布置中，電力供應器1的正極終端2具有第一極性且連接到斷連器開關10、斷路器20及“有電”導軌7，而負極終端3具有第二極性且連接到通常固持于或接近地面電位的安全的“負極返回軌6”。將認為到，此可通過在地面電位或接近地面電位已連接“安全”電位的電力供應器的正極終端2與提供電力給“有電”導軌7的負極終端3逆轉。就此來說，電力供應器終端的第一極性和第二極性可逆轉。
斷連器開關10也可具備對應于中間或“隔離”位置的第三穩(wěn)定位置(圖式中未圖示)，在所述中間或“隔離”位置中第一終端11及第二終端12都不電連接到普通終端13，使得第一終端11和第二終端12兩者都與普通終端13電隔離。以此方式，導軌7可與電力供應器1的正極輸出終端2及負極輸出終端3完全隔離。
斷連器開關10可經配置以完全手動地，或使用自動致動或兩者的組合來操作。斷連器開關可包含緊急手動操作設施。
斷連器開關10可包含指示其在第一、第二和/或第三位置中的任一者中的狀態(tài)的視覺位置指示符。視覺位置指示符可由驅動指示符信標或相關移動部件的窗口給定視野提供。其它類型的視覺位置指示符是可能的。
斷路器20可經配置以在被視為過流情形的任何合適的電流電平的前向方向上跳閘。
斷路器20可包括任何裝置或組合件或其它合適的布置，其用于提供在檢測到前向方向中的過流情形之后斷開電路且獨立于反方向中的電流電平保持閉合的裝置。舉例來說，如所定義的斷路器可包括可使用保護中繼經由分流跳閘線圈觸發(fā)的開關或電路斷開裝置。開關或電路斷開裝置可由用于檢測適合的故障或超載情形的任何合適的獨立機構觸發(fā)。
已經在用于將電力傳遞到軌道或輕軌基礎設施的導軌6、7的電力傳遞系統(tǒng)的上下文中描述了電力傳遞系統(tǒng)。但是，對于當處于維護或服務中斷情形時，其中通常處于有電高電位的導體網絡必須接地或短接到處于安全電位的導體的任何電力傳遞系統(tǒng)來說更大體適用。
電力傳遞系統(tǒng)可經修改以包含當斷路器20處于閉合情形時防止斷連器開關10在一個方向或兩個方向中操作的互鎖系統(tǒng)。如果斷連器開關10具備如上文所論述的第三(‘隔離’)位置，那么互鎖系統(tǒng)可經配置以防止斷連器開關經操作以從第一、第二和第三位置中的任何一或多者過渡或過渡到第一、第二和第三位置中的任何一或多者。
其它實施例意欲在隨附申請專利范圍的范圍內。