本發(fā)明涉及斷路器且尤其涉及直流電斷路器。
背景技術(shù)：
直流電電力傳遞系統(tǒng)廣泛用于(例如)將電力傳遞至運(yùn)輸系統(tǒng)的導(dǎo)軌。實(shí)例包含軌道及輕軌基礎(chǔ)設(shè)施，其中向有電(例如，正電壓)導(dǎo)軌(例如，有電第三軌道或有電架空電纜)供應(yīng)dc電流。此類電力傳遞系統(tǒng)需要自動(dòng)的斷路器保護(hù)以在發(fā)生過(guò)流狀態(tài)時(shí)快速且自動(dòng)地將有電導(dǎo)軌從電力供應(yīng)器斷開連接。此類過(guò)流可由許多類型的事件引起，例如，電纜支架結(jié)構(gòu)的損壞，電纜或軌的移位，有電導(dǎo)軌與地面的意外短接，或使用電力傳遞系統(tǒng)的負(fù)載裝置中的超載情形。
電力傳遞系統(tǒng)還需要當(dāng)人員必須在基礎(chǔ)設(shè)施上工作時(shí)用于將導(dǎo)軌安置于安全的(例如，接地的)維護(hù)情形下的機(jī)構(gòu)。即使有電導(dǎo)軌不在服務(wù)狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)軌與電源的無(wú)意連接，或?qū)к壴诰W(wǎng)絡(luò)中的某處的雷擊不對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的其它部分或在基礎(chǔ)設(shè)施上工作的人員造成損害或傷害，情形也是如此。
在現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中，提供導(dǎo)軌的安全維護(hù)情形的一個(gè)方法是在導(dǎo)軌與負(fù)電壓返回軌或接地軌之間手動(dòng)地附接短路棒或短路夾。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目標(biāo)是提供用于實(shí)現(xiàn)(i)自動(dòng)斷路器保護(hù)及(ii)導(dǎo)軌對(duì)‘維護(hù)’或‘不在服務(wù)中’情形的接地兩者的功能性的替代和/或改進(jìn)型設(shè)備。
根據(jù)一個(gè)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(shè)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(jīng)配置以在前向方向上的過(guò)流情形期間自動(dòng)打開且獨(dú)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(guān)，所述斷連器開關(guān)具有用于連接至電力供應(yīng)器的第一極性連接器，用于連接至電力供應(yīng)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(guān)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(jīng)配置以迫使斷路器進(jìn)入打開情形的手動(dòng)可操作跳閘開關(guān)。當(dāng)斷路器處于閉合情形時(shí)，斷連器開關(guān)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(dǎo)軌。斷連器開關(guān)的第一終端可連接到電力供應(yīng)器的第一極性連接器且斷連器開關(guān)的第二終端可連接到電力供應(yīng)器的第二極性連接器。電力供應(yīng)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(yīng)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(duì)應(yīng)于從斷路器的第一終端到第二終端的電流且反方向可對(duì)應(yīng)于從斷路器的第二終端到第一終端的電流。斷連器開關(guān)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(guān)可經(jīng)配置由手動(dòng)操作而操作。斷連器開關(guān)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(jù)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(yīng)器；
將斷連器開關(guān)耦合到dc電力供應(yīng)器，使得斷連器開關(guān)具有連接到dc電力供應(yīng)器的第一極性終端的第一終端及連接到電力供應(yīng)器的第二極性終端的第二終端，所述斷連器開關(guān)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(guān)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(jīng)配置以在前向方向上的過(guò)流情形期間自動(dòng)打開，且獨(dú)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(guān)的第二終端及dc電力供應(yīng)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(guò)將斷連器開關(guān)切換到第一位置且接著將斷路器設(shè)置為閉合配置而將第一和第二電力線置于服務(wù)中情形。所述方法可包含通過(guò)將斷路器設(shè)置為打開配置，隨后切換斷連器開關(guān)到第二位置，隨后將斷路器設(shè)置為閉合配置而將第一和第二電力線置于安全維護(hù)情形。
附圖說(shuō)明
現(xiàn)在將藉助于實(shí)例且參看附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中：
圖1a至1d為顯示軌道基礎(chǔ)設(shè)施的電力傳遞系統(tǒng)在說(shuō)明軌道的導(dǎo)軌從服務(wù)(供電)情形切換到安全維護(hù)情形的四個(gè)狀態(tài)中的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖1顯示用于將電力傳遞到軌道基礎(chǔ)設(shè)施的導(dǎo)軌的高壓電力傳遞系統(tǒng)的示意性表示。dc電力供應(yīng)器1具有正極輸出終端2及負(fù)極輸出終端3。dc電力供應(yīng)器1可為接收ac輸入的整流器。正極輸出終端2經(jīng)由斷路器5連接到母線排4。母線排4連接到斷連器開關(guān)10，所述斷連器開關(guān)連接到單向斷路器20。電力供應(yīng)器1的負(fù)極輸出終端3連接到軌道基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)極返回導(dǎo)軌6。斷路器20連接到軌道基礎(chǔ)設(shè)施的正極導(dǎo)軌7。
在一個(gè)配置中，正極導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)體。負(fù)極返回導(dǎo)軌6可為鐵軌或輕軌。
斷連器開關(guān)10具有電連接到母線排4且借此電連接到電力供應(yīng)器1的正極輸出終端2的第一終端11。斷連器開關(guān)10具有電連接到電力供應(yīng)器1的負(fù)極輸出終端3且電連接到負(fù)極返回導(dǎo)軌6的第二終端12。斷連器開關(guān)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(guān)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(gè)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(jīng)配置以在檢測(cè)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(guò)流情形后自動(dòng)打開斷路器的觸點(diǎn)，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(guò)流事件時(shí)不自動(dòng)打開斷路器的觸點(diǎn)。
母線排4可饋入圖式中未圖示的其它斷連器及斷路器設(shè)備，例如，經(jīng)配置以饋入軌道基礎(chǔ)設(shè)施的導(dǎo)軌6、7的其它片段的那些斷連器及斷路器設(shè)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(wù)情形，其中通過(guò)斷路器5閉合(如所標(biāo)記)，斷連器開關(guān)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(biāo)記)，將電力從電力供應(yīng)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(hù)情形，不僅需要母線排4與正極導(dǎo)軌7之間的連接斷開，正極軌6與負(fù)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(shè)置成打開情形，例如，使用手動(dòng)越控件或電子致動(dòng)有意地使斷路器跳閘，或通過(guò)使得斷路器自動(dòng)打開的實(shí)際過(guò)流故障情形?？梢姅噙B器開關(guān)10現(xiàn)為卸負(fù)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(guān)10現(xiàn)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(yīng)器1的負(fù)極導(dǎo)軌6及負(fù)極終端3耦合到斷路器第一終端21。此時(shí)，斷路器20經(jīng)重設(shè)或以其他方式接近斷路器觸點(diǎn)并且將正極導(dǎo)軌7與負(fù)極導(dǎo)軌6有效地短接在一起，使得導(dǎo)軌7處于安全的維護(hù)情形等，如圖1d中所示。
斷路器20的雙向性現(xiàn)借此確保在圖1d的配置中，軌7與電力供應(yīng)器的無(wú)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(dǎo)軌7可能有電且不安全的打開情形。實(shí)際上，斷路器將保持閉合且將允許電流通過(guò)負(fù)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(wù)中情形，上文所論述的步驟將逆轉(zhuǎn)。
本文中所描述的電力傳遞系統(tǒng)的配置提供一優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)橛糜陔娐窋嚅_功能及接地兩者的設(shè)備可集成到包括卸負(fù)斷連器及斷路器的普通設(shè)備中，且斷路器可用于將斷連器置于卸負(fù)情形中以用于連接及斷開連接兩者。
另一可能的優(yōu)點(diǎn)為通過(guò)添加簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)換卸負(fù)斷連器10到電路中，已經(jīng)存在的全額定斷路器20可用于實(shí)現(xiàn)故障制定，(必要時(shí)負(fù)載中斷)及接地裝置的短時(shí)電流負(fù)荷需求，同時(shí)又提供正向保護(hù)及切換功能。由于斷路器20的國(guó)際性標(biāo)準(zhǔn)常常需要的操作規(guī)程的擴(kuò)展范圍，斷路器20通常是比常規(guī)接地開關(guān)堅(jiān)固得多的裝置。
另一可能優(yōu)點(diǎn)為斷連器10僅需要能夠承受電流的通過(guò)(短期最大耐沖擊電流或stc等級(jí))且比可比較故障制定額定stc(及負(fù)載中斷)的開關(guān)裝置更緊密且可安裝于斷路器小室的背部中而不需要獨(dú)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(guān)裝置更簡(jiǎn)單且更可靠的裝置，且可額定經(jīng)擴(kuò)展數(shù)目個(gè)機(jī)械操作而無(wú)需維護(hù)。因?yàn)槠鋬H可作為卸負(fù)裝置操作，斷連器10不必經(jīng)歷跨越任何觸點(diǎn)的電弧作用且因此不易于佩戴且需要最小的維護(hù)。
可對(duì)圖1中示出的配置進(jìn)行各種修改。在所展示的布置中，電力供應(yīng)器1的正極終端2具有第一極性且連接到斷連器開關(guān)10、斷路器20及“有電”導(dǎo)軌7，而負(fù)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(fù)極返回軌6”。將認(rèn)為到，此可通過(guò)在地面電位或接近地面電位已連接“安全”電位的電力供應(yīng)器的正極終端2與提供電力給“有電”導(dǎo)軌7的負(fù)極終端3逆轉(zhuǎn)。就此來(lái)說(shuō)，電力供應(yīng)器終端的第一極性和第二極性可逆轉(zhuǎn)。
斷連器開關(guān)10也可具備對(duì)應(yīng)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(dǎo)軌7可與電力供應(yīng)器1的正極輸出終端2及負(fù)極輸出終端3完全隔離。
斷連器開關(guān)10可經(jīng)配置以完全手動(dòng)地，或使用自動(dòng)致動(dòng)或兩者的組合來(lái)操作。斷連器開關(guān)可包含緊急手動(dòng)操作設(shè)施。
斷連器開關(guān)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(qū)動(dòng)指示符信標(biāo)或相關(guān)移動(dòng)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(jīng)配置以在被視為過(guò)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(cè)到前向方向中的過(guò)流情形之后斷開電路且獨(dú)立于反方向中的電流電平保持閉合的裝置。舉例來(lái)說(shuō)，如所定義的斷路器可包括可使用保護(hù)中繼經(jīng)由分流跳閘線圈觸發(fā)的開關(guān)或電路斷開裝置。開關(guān)或電路斷開裝置可由用于檢測(cè)適合的故障或超載情形的任何合適的獨(dú)立機(jī)構(gòu)觸發(fā)。
已經(jīng)在用于將電力傳遞到軌道或輕軌基礎(chǔ)設(shè)施的導(dǎo)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(duì)于當(dāng)處于維護(hù)或服務(wù)中斷情形時(shí)，其中通常處于有電高電位的導(dǎo)體網(wǎng)絡(luò)必須接地或短接到處于安全電位的導(dǎo)體的任何電力傳遞系統(tǒng)來(lái)說(shuō)更大體適用。
電力傳遞系統(tǒng)可經(jīng)修改以包含當(dāng)斷路器20處于閉合情形時(shí)防止斷連器開關(guān)10在一個(gè)方向或兩個(gè)方向中操作的互鎖系統(tǒng)。如果斷連器開關(guān)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(jīng)配置以防止斷連器開關(guān)經(jīng)操作以從第一、第二和第三位置中的任何一或多者過(guò)渡或過(guò)渡到第一、第二和第三位置中的任何一或多者。
其它實(shí)施例意欲在隨附申請(qǐng)專利范圍的范圍內(nèi)。