[发明专利]控制致动器的方法和装置以及包括该装置的电气保护单元

说明书

本发明涉及一种用于控制在电力线路保护单元中的致动器的方法，所述方法包括：测量所述电力线的电压(U)，确定作为测量的电压(U)的函数的控制时间(T)，当测量的电压(U)小于预定标称电压(Un)时，所述控制时间(T)大于或等于预定的标称控制时间(Tn)，以及，控制所述致动器持续确定的控制时间(T)。本发明还涉及一种用于执行所述控制方法的致动器的控制装置以及包括这种用于在电力线上检测到故障的情况下控制致动器的装置的电力线路保护单元。

技术领域

本发明涉及一种用于控制旨在激活电流开关的打开的致动器的方法。本发明还涉及一种执行所述控制方法的致动器的控制装置。本发明还涉及一种包括致动器的这种控制装置的电气保护单元。

背景技术

电气保护单元广泛用于电网，以保护货物和人员免受电气故障。除其他事项外，一旦检测到故障，这些保护单元的功能就是中断电路的故障部分的电力供应，以便将失效部分与电路的其余部分隔离。为此，保护单元包括：检测电路，其检测故障比如短路、过载、接地绝缘故障或电弧故障；以及控制电路，用于借助于致动器控制电流开关的打开。只要检测到故障以便限制其后果，就必须尽快执行这种打开控制。

此外，在所有操作条件下执行打开控制时都要考虑到一些限制因素。在电网上存在短路的情况下，根据受到短路的电流导体的长度和横截面，电压可以显著下降。此外，一些电气保护单元，例如符合EN610009标准的那些，标称电源电压为240伏，必须能够在相间的50伏电源电压下工作。最后，电路必须在单元密度显著且工作温度可以比环境温度高几十度的环境中工作，特别是当电气设备物品在配电板或外壳中彼此接近地分组在一起时。

为了从足够量的能量中受益而不使用昂贵的或体积庞大的能量存储装置，使用可以由电网直接供电的致动器是有利的。为此，可以使用简单且便宜的致动器的控制电路，比如继电器或半导体。另一方面，由电网直接供电的致动器对电网的电压降或多或少敏感。当致动器的电源电压降低时，如果电压太低，其运行可能会减慢甚至被阻止。在这些情况下，它不能再致动电流开关的打开，并且电气装置中仍存在故障。解决该技术问题的一种解决方案在于只要电源电压存在就给致动器供电。该解决方案的缺点是当控制延长时致使致动器温度升高，并且不能解决可从下游(即从负载侧)供电的单元的问题。在这种情况下，网络电压始终存在，并且致动器始终保持被供电。使用开关电源会降低温度升高问题，但除了功能成本之外，还会产生大量的额外成本。此外，开关电源的启动时间与存在电气故障时所需的响应时间不兼容。

已知的解决方案有利于在良好条件下激活开关。文献EP2200050A1描述了一种用于通过电压波的帧来控制致动器的装置。该装置特别适用于控制接触器，该接触器必须在不出现故障的情况下执行数百万次操作，必须克服可变阻力，在广泛的工作温度范围内和电源电压可以相对于标称电压变化±15％。电压波的帧优选具有等于或大于50ms的持续时间。这种类型的控制非常适合于对接触器触点进行软闭合控制，以限制机械应力，从而允许单元进行大量操作。

为了避免致动器的温度过度升高，在电路打开之后用于断开致动器的解决方案也是已知的：文献FR2604295A1描述了一种具有两个触点的保护装置，用于确保测试按钮的断电，与上游或下游供电模式无关。为了解决相同的技术温度升高问题，文献JP4949927B2是已知的，其描述了用于两个交替的致动器控制，以便在长时间按压测试按钮的情况下或者在下游电源的情况下不引起过度的温度升高。然而，所描述的解决方案没有提到当电源电压波动很大时对满意操作的限制的任何响应。

本发明的目的是提供一种方法，其能够尽可能快地控制由电网供电的致动器，该电网的电压可以非常显著的比例下降，同时限制致动器的温度升高。此外，本发明的方法还允许实现该方法的保护装置的上游或下游电源。

发明内容

为此，本发明描述了一种用于控制致动器的方法，所述致动器旨在激活连接到电力线的电流开关的打开，包括：

-测量所述电力线的电压，