[发明专利]用于断路器的外部直流过电流电子跳闸单元

权利要求书

1.一种直流断路器，包括：

至少一个触头，其配置为耦接在直流电源和直流负载之间；

热磁跳闸电路，其能够根据第一时间-电流曲线操作，所述第一时间-电流曲线限定：

第一时间-电流区域，其中，起始状态为闭合状态的触头响应于所述触头暴露于所述第一时间-电流区域中的电流和时间的组合而保持在闭合状态，以及

第二时间-电流区域，其中，起始状态为闭合状态的触头响应于所述触头暴露于所述第二时间-电流区域中的电流和时间的组合而转换为断开状态；

以及

电子跳闸电路，其能够根据第二时间-电流曲线操作，所述第二时间-电流曲线限定：

第三时间-电流区域，其中，起始状态为闭合状态的触头响应于所述触头暴露于所述第三时间-电流区域中的电流和时间的组合而保持在闭合状态，以及

第四时间-电流区域，其中，起始状态为闭合状态的触头响应于所述触头暴露于所述第四时间-电流区域中的电流和时间的组合而转换为断开状态；

其中：

电流和时间的每个组合包括直流电流在所述触头中流动的总时间和在所述总时间内在所述触头中流动的直流电流的水平；

至少所述第一时间-电流区域的一部分和所述第四时间-电流区域的一部分重叠，并且具有共同的第一时间-电流对或第一时间-电流点；以及

至少所述第二时间-电流区域的一部分和所述第三时间-电流区域的一部分重叠，并且具有共同的第二时间-电流对或第二时间-电流点。

2.根据权利要求1所述的直流断路器，还包括配置为感测在所述触头中流动的直流电流的电流传感器，其中，所述电子跳闸电路包括控制器，所述控制器响应于所述电流传感器的输出来判定电流和时间的至少一个组合是否落在所述第四时间-电流区域中。

3.根据权利要求2所述的直流断路器，其中，所述控制器响应于确定出所述电流和时间的至少一个组合落在所述第四时间-电流区域中，使所述触头从闭合状态转换为断开状态。

4.根据权利要求2所述的直流断路器，其中，所述电子跳闸电路包括：

转换器，其配置为将直流母线上的直流电压转换成不同电平的直流电压；以及

储能器，其用于存储具有不同电平的直流电压的直流电力，以供所述控制器使用。

5.根据权利要求2所述的直流断路器，其中，所述控制器包括时间过电流检测电路，该时间过电流检测电路基于所述电流传感器的输出，确定在所述触头中流动的直流电流的电平超过预定水平和在电流和时间的组合落在所述第四时间-电流区域中之前必须累积的总时间。

6.根据权利要求2所述的直流断路器，其中，所述控制器包括水平检测器，该水平检测器配置为检测所感测的直流电流何时超过预定最大水平，并且响应于此使所述触头从闭合状态转换为断开状态。

7.一种控制直流断路器的方法，其中所述直流断路器为根据权利要求1至6中任一项所述的直流断路器，所述方法包括步骤：

(a)感测在直流断路器中的处于闭合状态下的至少一个触头中流动的直流电流的水平；

(b)累积在步骤(a)中感测直流电流的总时间的指示；

(c)将在步骤(b)中所累积的指示与预定值或预定水平进行比较；以及

(d)响应于在步骤(b)中所累积的指示超过预定值或预定水平，使所述至少一个触头从关闭状态转换为断开状态，其中，所述所累积的指示是电容器上的累积的电荷，所述电容器利用来自电流源的电流充电，并且充电电流的值基于在步骤(a)中所感测到的所述直流电流的水平。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(b)包括：仅在所述直流电流的水平超过预定值时，才累积在步骤(a)中感测所述直流电流的总时间的指示。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，步骤(b)、步骤(c)和步骤(d)中的至少一个是在编程数字控制器的控制下执行的。