УСТРОЙСТВО ЗАЩИТЫ ОТ ПЕРЕНАПРЯЖЕНИЙ
OVERVOLTAGE PROTECTION DEVICE

Изобретение относится к устройству защиты от перенапряжений.
В случае выброса при переходном процессе или разрядного тока молнии разрядник должен блокировать возникающие высокие напряжения и/или сильные токи путем заземления с целью защиты электрических сетей, находящихся после разрядника, от сильных токов и/или высоких напряжений.
Известно, что в случае (множества) срабатываний или особо сильных токов перегрузки и/или перенапряжений может происходить неприемлемо сильный нагрев разрядника вследствие его перегрузки или процессов старения.
Соответственно, обычно используется встроенное устройство, предохраняющее от перегрева, в целях не только противопожарной защиты, но также для отсоединения в таких случаях разрядника от сети или его замыкания накоротко.
Для обнаружения повышения температуры разрядника и ее пресечения посредством электрических схем путем преимущественно механического процесса разъединения обычно применяются датчики на основе плавящегося припоя (смотри, например, DE 102007051854).
Недостатком в данном случае является то, что при отсоединении, в частности, в случае сильных остаточных сеточных токов на переключающем элементе образуется электрическая дуга, которая способна наносить дополнительный урон и которую сложно контролировать. В результате, это может препятствовать желательному в действительности немедленному отсоединению нагретого разрядника от сети.
В случае переменных токов эта электрическая дуга обычно не создает серьезных затруднений, поскольку электрическая дуга по существу автоматически гасится в течение полупериода переменного тока, в частности, когда ток равен "нулю", иными словами, в момент перехода переменного тока через нулевое значение.
В отличие от этого, такой переход через нулевое значение не происходит в случае постоянного тока.
Соответственно, в известных разрядниках невозможно автоматическое гашение электрических дуг постоянного тока.
Это создает особое затруднение при очень высоких напряжениях постоянного тока, например, в фотоэлектрической энергетике (смотри также DE 102007015933).
Фотоэлектрические элементы в целом создают сложную задачу, поскольку их обычно устанавливают в открытом положении на крыше. При этом их следует особо защищать от разрядов молний. Кроме того, инверторы, используемые в этих установках, подвержены воздействию связанных выбросов.
Следует также упомянуть, что устройства защиты от перенапряжений упомянутого выше встроенного механического типа значительно удорожаются с увеличением возможностей переключений в электроэнергетической системе.
В основу настоящего изобретения положена задача создания устройства защиты от перенапряжений, в котором преодолен один или несколько недостатков известного уровня техники.
Решение этой задачи обеспечивается за счет устройства защиты от перенапряжений по п.1. Дополнительные выгодные варианты осуществления охарактеризованы в зависимых пунктах и раскрыты в следующем далее описании.
Далее изобретение будет подробнее пояснено со ссылкой на фиг.1.
На фиг.1 схематически проиллюстрирован один из примеров устройства согласно изобретению.
В одном из вариантов осуществления изобретения устройство 5 защиты от перенапряжений содержит разрядник 1, который должен блокировать бросок тока или ток перегрузки, например, путем заземления, иными словами, должен обеспечивать выравнивание различных потенциалов и блокировать ток перегрузки в процессе эксплуатации. Разрядник 1 имеет датчик 2, который генерирует электрический сигнал 4 разъединения. Внешнее по отношению к разряднику 1 переключающее устройство 3 принимает электрический сигнал 4 разъединения и затем отсоединяет разрядник 1 от электрической цепи, при этом переключающее устройство 3 и разрядник 1 разнесены в пространстве.
Датчик 2 может быть реализован, например, посредством мостиковой схемы, в частности мостика Уитстона, датчика температуры, датчика давления, вспомогательного теплового контакта отсоединения или их сочетания.
В одном из дополнительных вариантов осуществления изобретения датчик 2 представляет собой мостиковую схему, которая, например, управляет компаратором, пороговым выключателем, усилительным переключателем и т.п.
Датчик 2 может представлять собой, например, измерительный мост сопротивлений.
В данном случае особо целесообразно снабдить датчик 2 по меньшей мере одним регулируемым терморезистором (РТС, NTC). Предпочтительные конструкции включают, например, мостики Уитстона.
Датчик 2 преимущественно должен быть сконструирован таким образом, чтобы он мог питаться от внешнего источника питания и переключение осуществлялось независимо от подсоединенной части сети. Этот источник питания также может быть выполнен в виде аккумуляторной батареи.
Переключающее устройство 3 может быть реализовано посредством, например, механического или полупроводникового выключателя нагрузки постоянного тока или выключателя постоянного тока.
В одном из дополнительных вариантов осуществления с целью разъединения или оценки другим устройствам передается электрический сигнал 4 разъединения. Этот сигнал 4 может использоваться как для оповещения, так и отсоединения более крупных установок. Кроме того, сигнал 4 может использоваться для раннего предупреждения, дистанционного предупреждения, приведения в действие переключающего устройства 3 и приведения в действие размыкающего переключателя 3 в случае постоянного тока, в частности, в фотоэлектрических установках.
Разрядник 1 может быть реализован, например, посредством варистора, искрового разрядника, полупроводника или их сочетания и, например, может представлять собой разрядник тока молнии типа 1.
В предложенном устройстве защиты 5 от перенапряжений согласно изобретению процесс переключения инициируется чисто электрически, за счет чего преодолеваются недостатки известного уровня техники, в частности, что касается стабильности точек контакта в случае механического разъединения или стоимости или способности гашения дуги постоянного тока.
Устройство 5 защиты от перенапряжений преимущественно рассчитано на существующие переключающие элементы 3.
Само собой разумеется, что разрядник 1 способен защищать не только переключающее устройство 3, но также более сложную установку.
Кроме того, выход датчика существующего разрядника 1, в частности предусмотренный вспомогательный контакт разрядника, может использоваться в качестве электромеханического средства переключения электрического сигнала 4 переключающего устройства 3.
В этом случае может использоваться электромеханическое средство 2 переключения, которое, например, генерирует электрический сигнал 4 на основании механического процесса отсоединения, и этот сигнал используется для отсоединения.
Разрядник 1 преимущественно оснащен датчиком оповещения. Этот датчик 2 оповещения преобразует механический сигнал переключения в электрический сигнал 4. В результате, может обеспечиваться экономически эффективное переоснащение установок напряжения постоянного тока, в которых существующее переключающее устройство 3 приводится в действие электрическим сигналом 4 посредством существующего разрядника 1, но при этом по-прежнему осуществляется гашение. В данном случае может быть предусмотрен возврат к существующему вспомогательному контакту разрядника 1 и/или к модернизированному датчику 2.
Применение выключателя 3 нагрузки по постоянному току или выключателя постоянного тока, управляемого электрическим сигналом 4, позволяет создать экономически эффективное устройство 5, рассчитанное на экономически эффективное устройство 1 и выключатель 3 нагрузки по постоянному току или выключатель постоянного тока.
Датчик 2 и разрядник также могут быть легко объединены в одном устройстве.
Список позиций
разрядник
1
датчик
2
переключающее устройство
3
сигнал разъединения
4
устройство защиты от перенапряжений
5