[发明专利]电力负载保护装置

说明书

本发明的背景技术

技术领域

本发明涉及用于保护电力负载例如马达以及为马达供电的配线免受过 载电流的装置。尤其，涉及用于切断和接通马达的接触器与断路器的组合， 其不仅具有保护配线的跳闸功能，还在接近过载跳闸时打开接触器，从而 提供之前由独立的过载继电器提供的马达保护。

背景技术

通常用接触器控制电力负载例如马达的功率。在其最简单的形式中， 接触器可以仅仅是一个“关/开”开关例如手工操作的机械开关。更一般地， 接触器是电操作的开关，其中持续地给螺线管通电以保持接触器闭合。当 线圈断电时，通过弹簧力打开接触器。在许多应用中，提供用于负载的过 流保护。对于在起动期间牵引电流超过额定电流(最大持续电流)的负载 例如马达尤其如此。过载继电器以I²t函数模拟这个过载电流产生的热。只 要电流保持在这个函数的范围内，留有适当的余地，接触器就保持闭合。 如果由于安装的转子或其它原因而超过电流限制，过载继电器通过将螺线 管断电而将接触器跳闸为打开。因此过载继电器保护负载。

为负载提供功率的电系统还包括在接触器上游并经常距接触器相当远 距离的断路器。断路器保护配线典型地免于短路和免于负载牵引的过电流。 短路保护由瞬时和/或短延迟跳闸功能提供，如果电流超过了所选的非常高 的幅度，那么该功能打开断路器而没有可察觉的延迟。可以包括长延迟跳 闸功能以典型地通过使用I²t函数来响应持续的过载状况以保护配线。

当前使用三种设备来控制和保护例如马达的负载：接触器、过载继电 器和断路器。接触器是用于给负载通电和使负载断电的主要设备，并因此 可设计为用于数千操作。断路器提供保护，并将经历较少的操作。断路器 经常设置为远离负载。

发明内容

依照本发明，用于电力负载的保护装置包括具有跳闸单元的断路器， 该跳闸单元当通过该断路器的电流的所选时间相关函数到达所选跳闸值 时，将该断路器跳闸为打开，并当电流的所选时间相关函数到达所选预跳 闸值时产生预跳闸输出，该所选预跳闸值低于该所选跳闸值。该装置进一 步包括在该断路器和该负载之间电连接的接触器，该接触器包括可分离的 接触器接触，其具有电流在其中通过该接触器流过的闭合状态，以及流过 该接触器的电流在其中被中断的打开状态，以及响应所述预跳闸输出将该 接触器操作到该打开状态的装置。该所选时间相关函数可以是I²t函数并且 该所选预跳闸值可以是I²t的所选跳闸值的百分比。这个百分比可以在大约 80％以上，例如约80-90％，在示例装置中是大约85％。

本发明消除了对过载继电器的需要，同时仍然提供马达保护，该马达 保护在断路器中发动。然而，打开的是设计用于更多操作并较易实现重新 闭合的该接触器而不是该断路器。当到达该跳闸值而该接触器不响应或者 在配线中出现故障时，该断路器也将打开。这个装置对于断路器由于不需 要被访问而设置在远处的情况特别有用。

附图说明

结合附图可以从以下优选实施例的描述中全面理解本发明，其中：

图1是引入本发明保护装置的电力系统的示意图；

图2是构成图1的保护装置的一部分的断路器跳闸单元的框图；

图3是由图2的跳闸单元执行的中断程序流程图；

图4是图2的跳闸单元的主程序流程图。

具体实施方式

如图1所示，电力系统1包括为例如马达5的负载供电的电力线3。 典型地，电力线3和马达是三相的，但是为了清楚以单线的形式示出。依 照本发明的保护装置7包括插入到电力线3中的断路器9以及同样插入到 断路器9和马达5之间的电力线3中的接触器11。可替代地，断路器9可 以设置在接触器11和马达5之间。断路器9包括可分离的断路器接触13 (用于电力线3的每个相位)，其可以由跳闸单元15自动跳闸打开。众所 周知，可分离的接触13还可以由把手(未示出)打开和闭合。接触器11 包括可分离的接触器接触17，其可以由螺线管19在打开状态和闭合状态 之间操作。螺线管19又由按钮21控制。当螺线管19通过“开”按钮(未示 出)通电，可分离的接触17被操作为闭合状态。例如通过“关”按钮(未示 出)螺线管19断电导致可分离的接触17被操作为打开状态。